JP4274027B2 - 画像表示装置および画像表示装置の駆動方法 - Google Patents

Description

本発明は、物体の位置などを検出する機能を備える画像表示装置および画像表示装置の駆動方法に関する。

従来より、表示装置に対して接触あるいは近接する物体の位置などを検出する技術が知られている。その中でも代表的で一般に広く普及している技術として、タッチパネルを備えた表示装置が挙げられる。

このタッチパネルも種々のタイプのものが存在するが、一般に普及しているものとして、静電容量を検知するタイプのものが挙げられる。このタイプのものは、指でタッチパネルに接触することでパネルの表面電荷の変化を捕らえ、これにより物体の位置などを検出する。これにより、ユーザは直感的に操作することが可能である。

また、近年、これらのタッチパネルを備えることなく、表示装置に対して物体の位置などを検出し、直感的に操作することを可能とする技術も各種提案されている。

例えば、特許文献１には、板上を指の移動が可能な平面パッドの一端に赤外線等の発光素子と受光素子とを配置し、指を移動するのみでポインタ制御を行うことができる赤外線式指入力ポインタ装置が開示されている。
特開平１１−１４９３４８号公報

しかしながらこの技術は、表示装置とは別個に入力装置などを備えなければならず、部品点数が増えることにより製品のコストが上昇すると共に、タッチパネルを備えた表示装置と比べて直感的に操作することができないという課題があった。

また、タッチパネルを備えた表示装置についても、表示画面上にタッチパネルを備えることにより部品点数が増え、製品のコストが上昇する。また、表示画面からの光がタッチパネルを透過する際に変化して、画質の劣化を引き起こしてしまうという課題もあった。

さらに、上記の一般的に普及している静電容量を検知するタイプのタッチパネルの場合、同時に表示画面上の１点の位置しか検出することができず、ユーザにとっては必ずしも利便性が良いとは言えないといった課題があった。

つまり、従来のこれらの技術は、利便性を確保しつつ簡易な構造で画質を劣化させることなく物体の位置などを検出することが困難であるという課題があった。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、その目的は、利便性を確保しつつ簡易な構造で画質を劣化させることなく物体の位置などを検出することを可能にする画像表示装置および画像表示装置の駆動方法を提供することにある。

本発明の画像表示装置は、複数の発光素子と、複数の受光素子と、画像データに基づいて発光素子を駆動する発光駆動手段と、画像データに基づいて発光している発光素子から出射して検出対象物体で反射した光を受光するように受光素子を駆動する受光駆動手段と、受光素子から得られた受光信号に基づき検出対象物体を検出する検出手段とを備えるものである。ここで、各発光素子と各受光素子とが１対１の関係をもってそれぞれマトリクス状に配置されると共に、１対の発光素子および受光素子が１つの発光受光セルを構成している。また、上記発光駆動手段および受光駆動手段は、複数の発光受光セルにおける発光素子の線順次発光動作に対して１つの発光受光セルにおける受光素子が受光動作を行うように、各発光素子および各受光素子をそれぞれ線順次で駆動するようになっている。

本発明の画像表示装置の駆動方法は、複数の発光素子と複数の受光素子とを配置し、画像データに基づいて発光素子を駆動し、画像データに基づいて発光している発光素子から出射して検出対象物体で反射した光を受光するように受光素子を駆動し、受光素子から得られた受光信号に基づき、検出対象物体を検出するようにしたものである。ここで、発光素子と各受光素子とを１対１の関係をもってそれぞれマトリクス状に配置すると共に、１対の発光素子および受光素子が１つの発光受光セルを構成するようにしている。また、複数の発光受光セルにおける発光素子の線順次発光動作に対して１つの発光受光セルにおける受光素子が受光動作を行うように、各発光素子および各受光素子をそれぞれ線順次で駆動するようになっている。

本発明の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法では、画像データに基づいて発光素子が発光する。受光素子はその発光素子から出射して検出対象物体で反射した光を受光して受光信号を出力する。その受光信号に基づき検出対象物体が検出される。また、発光素子と各受光素子とが１対１の関係をもってそれぞれマトリクス状に配置されると共に、１対の発光素子および受光素子が１つの発光受光セルを構成し、複数の発光受光セルにおける発光素子の線順次発光動作に対して１つの発光受光セルにおける受光素子が受光動作を行うように、各発光素子および各受光素子がそれぞれ線順次で駆動されることにより、受光信号のデータ量が削減される。
ここで、「マトリクス状」とは、複数の発光素子および受光素子が画像表示装置の表示部全面にわたって、画面の水平ライン方向および垂直ライン方向に行列配置されている状態を意味し、この配置された各要素を画素と言う。「線順次発光動作」および「線順次受光動作」とは、ある１水平ライン分の各画素に含まれる発光素子および受光素子が１水平ラインごとに順次、発光動作および受光動作する態様の動作を意味し、これを画像表示装置の表示部全面にわたって行うことにより、１画面分の画像データの表示および１画面分の各画素についての受光をすることが可能となる。この場合において、これら線順次発光動作および線順次受光動作を、独立したタイミングで行うようにしてもよいし、あるいは同じタイミングで行うようにしてもよい。ここで、「同じタイミング」とは、必ずしも物理的に厳密に同時である必要はなく、制御誤差の範囲での時間のずれがある場合も含むものである。
なお、たとえ複数の検出対象物体が同時に配置されている場合でも、受光信号に基づきこれら複数の検出対象物体を検出するように構成することが可能である。ここで、「同時に配置されている」とは、例えば画像表示装置の表示部上に複数の指を一緒に接触あるいは近接させている状況などを意味するものである。

また、この検出対象物体の性状またはその検出の目的もしくは精度に応じたしきい値を設定するようにした場合には、受光信号をこの設定されたしきい値と比較することにより、これらの用途に応じた態様で検出対象物体が検出される。ここで、「検出対象物体の性状」とは、例えば、その物体の大きさ、表面状態（反射率、色、粗さなど）などを意味し、「検出の目的」とは、例えば、物体の位置の検出、物体の大きさの検出、物体の色の検出などを意味し、「検出の精度」とは、検出解像度のことを意味する。

また、この検出対象物体が受光素子に接近していない状態で黒表示を行ったときに得られる受光信号に基づいて周囲に存在する環境光の強度を求め、この環境光の影響を考慮して検出対象物体の検出を行うようにした場合は、環境光の影響に左右されずに検出対象物体が検出される。ここで、「黒表示」とは、画像表示装置が備える全ての発光素子の輝度が最も低い状態の表示を意味し、「環境光」とは、例えば太陽光や室内灯による光など、周囲から照射されている光を意味する。

さらに、入力画像データの一部を所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えて画像データを合成し、このマークデータに応じて発光素子から出射した光をその発光素子に対応する位置の受光素子によって受光するようにした場合には、表示中のこのマークに検出対象物体が接近したかどうかということが検出される。この場合において、画像表示中にこのマークを移動させることも可能であり、また、例えば絵柄の動きに合わせてこのマークを移動させるように構成することも可能である。ここで、「入力画像データ」とは、画像表示装置へ入力されたままの合成前の生の画像データを意味し、「マークデータ」とは、例えば、任意の図形や文字の形状、輝度および色などによって表される標識を意味する。

本発明の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、複数の発光素子と複数の受光素子とを備え、画像データに基づいて発光素子を駆動すると共に、その発光素子から出射して検出対象物体で反射した光を受光するように受光素子を駆動し、その受光素子から得られた受光信号に基づき検出対象物体を検出するようにしたので、利便性を確保しつつ簡易な構造で画質を劣化させることなく物体の位置などを検出することができる。
また、発光素子と各受光素子とを１対１の関係をもってそれぞれマトリクス状に配置すると共に、１対の発光素子および受光素子が１つの発光受光セルを構成するようにし、複数の発光受光セルにおける発光素子の線順次発光動作に対して１つの発光受光セルにおける受光素子が受光動作を行うように、各発光素子および各受光素子をそれぞれ線順次で駆動するようにしたので、受光信号のデータ量を削減することができ、受光側の構成を簡素化すると共に、低消費電力化を図ることが可能となる。

以下、本発明を実施するための最良の形態（以下、単に実施の形態という。）について、図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。

本実施の形態の画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光側スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

表示部１は、複数の各画素１１が全面に渡ってマトリクス状に配置された、例えば、有機または無機のＥＬ（ElectroLuminescence）ディスプレイやＬＣＤ（Liquid Crystal Display）からなり、後述するように線順次動作をしながら所定の図形や文字などの画像を表示する。また、各画素１１は、１つの発光素子を含む発光セルＣＷおよび１つの受光素子を含む受光セルＣＲを有する発光受光セルＣＷＲから構成され、後述するように画素ごとに発光動作と共に受光動作も可能となっている。

表示信号生成部２１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）などにより生成され、供給されたデータに基づいて、例えば、１画面ごと（１フィールドの表示ごと）に表示するための表示信号を生成し、それを表示信号保持制御部２２に出力する。

表示信号保持制御部２２は、表示信号生成部２１から出力される表示信号を１画面ごと（１フィールドの表示ごと）に、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）などから構成されるフィールドメモリに格納して保持すると共に、各発光セルＣＷを駆動する発光側スキャナ２４および表示信号ドライバ２３、ならびに各受光セルＣＲを駆動する受光側スキャナ３１を連動して動作するように制御する機能を有する。具体的には、発光側スキャナ２４には発光タイミング制御信号４１を、受光側スキャナ３１には受光タイミング制御信号４２を、表示信号ドライバ２３には制御信号およびフィールドメモリに保持されている表示信号に基づいて、１水平ライン分の表示信号を出力する。これらの制御信号および表示信号により、後述するように、線順次動作が行われるようになっている。

発光側スキャナ２４は、表示信号保持制御部２２から出力される発光タイミング制御信号４１に応じて駆動対象の発光セルＣＷを選択する機能を有する。具体的には後述するように、表示部１の各画素１１に接続された発光用ゲート線を介して発光用選択信号を供給し、発光素子選択スイッチを制御する。つまり、発光用選択信号によりある画素の発光素子選択スイッチがオン状態となる電圧が印加されると、その画素では表示信号ドライバ２３から供給された電圧に対応した輝度の発光動作がなされるようになっている。

表示信号ドライバ２３は、表示信号保持制御部２２から出力される１水平ライン分の表示信号に応じて駆動対象の発光セルＣＷに表示データを供給する機能を有する。具体的にはやはり後述するように、表示部１の各画素１１に接続されたデータ供給線を介して前述の発光側スキャナ２４により選択された画素１１に表示データに対応する電圧を供給する。この発光側スキャナ２４および表示信号ドライバ２３が連動して線順次動作することにより、任意の表示データに対応する画像が表示部１に表示される。

受光側スキャナ３１は、表示信号保持制御部２２から出力される受光タイミング制御信号４２に応じて駆動対象の受光セルＣＲを選択する機能を有する。具体的には後述するように、表示部１の各画素１１に接続された受光用ゲート線を介して受光用選択信号を供給し、受光素子選択スイッチを制御する。つまり、前述の発光側スキャナ２４の動作と同様に、受光用選択信号によりある画素の受光素子選択スイッチがオン状態となる電圧が印加されると、その画素から検出された受光信号が受光信号レシーバ３２に出力されるようになっている。これにより、例えばある発光セルＣＷからの出射光に基づいて接触あるいは近接する物体において反射した光を、受光セルＣＲが受光し、検出することが可能となる。また、この受光側スキャナ３１からは、受光信号レシーバ３２および受光信号保持部３３へ受光ブロック制御信号４３が出力され、これら受光動作に寄与するブロックを制御する機能も有する。なお、本実施の形態の画像表示装置においては、前述の発光用ゲート線および受光用ゲート線は各発光受光セルＣＷＲに対して別個に接続され、発光側スキャナ２４および受光側スキャナ３１はそれぞれ、独立して動作することが可能となっている。

受光信号レシーバ３２は、受光側スキャナ３１から出力される受光ブロック制御信号４３に応じて、各受光セルＣＲから出力された１水平ライン分の受光信号を取得する機能を有する。この受光信号レシーバ３２において取得された１水平ライン分の受光信号は、受光信号保持部３３へ出力される。

受光信号保持部３３は、受光側スキャナ３１から出力される受光ブロック制御信号４３に応じて、受光信号レシーバ３２から出力される受光信号を１画面ごと（１フィールドの表示ごと）の受光信号に再構成し、例えばＳＲＡＭなどから構成されるフィールドメモリに格納して保持する機能を有する。受光信号保持部３３において格納された受光信号のデータは、位置検出部３４へ出力される。なお、この受光信号保持部３３はメモリ以外の記憶素子から構成されていてもよく、例えば受光信号のデータをアナログデータとして保持しておくことも可能である。以下、本実施の形態においては特に記載がない場合、受光信号はアナログデータとして保持されているものとする。

位置検出部３４は、受光信号保持部３３から出力される受光信号のデータに基づいて信号処理を行い、受光セルＣＲにおいて検出された物体が存在する位置を特定する機能を有する。これにより、接触あるいは近接する物体の位置を特定することが可能となる。なお、上記のように受光信号保持部３３が受光信号のデータをアナログデータとして格納している場合は、位置検出部３４においてアナログ／デジタル変換（以下、Ａ／Ｄ変換という。）を行ってから信号処理が実行される。

図２は、図１における表示部１の構成の一例を表すものである。なお、この表示部１は、水平ライン方向にｍ個、垂直ライン方向にｎ個、合計で（ｍ×ｎ）個からなる画素１１がマトリクス状に配置された構成になっているものとする。ここで、例えばＰＣ（Personal Computer）などにおいて一般的なディスプレイ規格であるＸＧＡ（eXtended Graphics Array）規格の表示部の場合、ｍ＝１０２４×３（ＲＧＢ），ｎ＝７６８の合計２３５９２９６個からなる画素がマトリクス状に配置されていることになる。

図２に示したように、この表示部１は、合計で（ｍ×ｎ）個からなる画素１１および各画素に含まれる前述の発光受光セルＣＷＲ11〜ＣＷＲmnと、その画素１１の数に応じて接続された、ｍ本のデータ供給線ＤＷ（ＤＷ1〜ＤＷm）およびデータ読出線ＤＲ（ＤＲ1〜ＤＲm）、ならびにｎ本の発光用ゲート線ＧＷ（ＧＷ1〜ＧＷn）および受光用ゲート線ＧＲ（ＧＲ1〜ＧＲn）とを備える。

データ供給線ＤＷ、データ読出線ＤＲ、発光用ゲート線ＧＷおよび受光用ゲート線ＧＲはそれぞれ、前述の表示信号ドライバ２３、受光信号レシーバ３２、発光側スキャナ２４および受光側スキャナ３１に接続され、表示信号、発光用選択信号および受光用選択信号が各発光受光セルＣＷＲへ供給され、受光信号が各発光受光セルＣＷＲから出力される。また、図２に示したように、各発光受光セルＣＷＲに対してそれぞれ１本ずつのデータ供給線ＤＷ、データ読出線ＤＲ、発光用ゲート線ＧＷおよび受光用ゲート線ＧＲが接続されている。さらに、例えば１垂直ラインの発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ12，…，ＣＷＲ1nに対しては１本ずつのデータ供給線ＤＷ1およびデータ読出線ＤＲ1が共通に接続され、例えば１水平ラインの発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ21，…，ＣＷＲm1に対しては１本ずつの発光用ゲート線ＧＷおよび受光用ゲート線ＧＲが共通に接続されている。なお、図２中の矢印Ｘは、後述するように発光用ゲート線ＧＷおよび受光用ゲート線ＧＲのスキャン方向を示している。

図３〜図６は、図１の表示部１における発光セルＣＷと受光セルＣＲの配置構成の一例を平面図で模式的に表したものである。

図３は、表示部１における各発光受光セルＣＷＲにおいて、発光セルＣＷと受光セルＣＲとが上下、つまり垂直ライン方向に配置された例を示す。この場合、各発光セルＣＷおよび各受光セルＣＲはそれぞれ、左右、つまり水平ライン方向に並んで配置されている。具体的には、例えば、発光セルが水平ライン方向にＣＷ11，ＣＷ21，…，ＣＷm1と、受光セルが水平ライン方向にＣＲ11，ＣＲ21，…，ＣＲm1と並んで配置されている。なお、この例では、上に発光セルＣＷが、下に受光セルＣＲが配置された例を示しているが、逆に、上に受光セルＣＲが、下に発光セルＣＷが配置されるように構成してもよい。

図４は、表示部１における各発光受光セルＣＷＲにおいて、図３と同様に発光セルＣＷと受光セルＣＲとが上下に配置された他の例を示すものである。ただこの例では、１つの発光受光セルＣＷＲにおいて、１つの発光セルＣＷに対して上下に１つずつ、合計２つの受光セルＣＲが配置されている。ここで、これら２つの受光セルＣＲの内、上側の受光セルをＣＲa、下側の受光セルをＣＲbと称すものとする。この場合、図３の例と同様、各発光セルＣＷおよび各受光セルＣＲa，ＣＲbはそれぞれ、左右、つまり水平ライン方向に並んで配置されている。具体的には、例えば、発光セルが水平ライン方向にＣＷ11，ＣＷ21，…，ＣＷm1と、受光セルが水平ライン方向にＣＲ11a，ＣＲ21a…，ＣＲm1aおよびＣＲ11b，ＣＲ21b，…，ＣＲm1bと並んで配置されている。なお、この場合も逆に、１つの画素内において１つの受光セルＣＲに対して上下に２つの発光セルＣＷが配置されるように構成してもよい。

図５は、表示部１における各発光受光セルＣＷＲにおいて、発光セルＣＷと受光セルＣＲとが左右、つまり水平ライン方向に配置された例を示す。この場合、各発光セルＣＷおよび各受光セルＣＲはそれぞれ、上下、つまり垂直ライン方向に並んで配置されている。具体的には、例えば、発光セルが垂直ライン方向にＣＷ11，ＣＷ12，…，ＣＷ1nと、受光セルが垂直ライン方向にＣＲ11，ＣＲ12，…，ＣＲ1nと並んで配置されている。なお、やはりこの例では左に発光セルＣＷが、右に受光セルＣＲが配置された例を示しているが、逆に、左に受光セルＣＲが、右に発光セルＣＷが配置されるように構成してもよい。

図６は、表示部１における各発光受光セルＣＷＲにおいて、受光セルＣＲが発光セルＣＷの内部に配置された例を示す。この場合、各発光セルＣＷおよび各受光セルＣＲはそれぞれ各画素１１と同様に、マトリクス状に並んで配置されている。

なお、本実施の形態に係る表示部１における発光セルＣＷと受光セルＣＲの配置構成例の平面図はこれらに限られるものではなく、他の配置構成でもよい。

次に図７〜図９は、図１の表示部１における発光セルＣＷと受光セルＣＲの配置構成の一例を断面図で模式的に表したものである。なお、図７〜図９の例では、発光セルＣＷに含まれる発光素子が液晶素子であり、１対の透明基板の片側にバックライト光源が備えられた透過型の液晶表示部を元にした場合を示している。

図７は、発光素子である液晶素子を含む発光セルＣＷと、受光素子ＰＤを含む受光セルＣＲとが隔壁１３により分離された構造の例を示している。なお、図７に示した断面図は、図５に示した平面図における水平方向のＡ−Ａ矢視断面図に対応するものである。この表示部１は、１対の透明基板１２Ａ，１２Ｂと、これらの透明基板１２Ａ，１２Ｂの間に配置され、上記のように隔壁１３によって互いに交互に分離された構造の複数の発光セルＣＷ（ＣＷ12，ＣＷ22，ＣＷ32，…）および複数の受光セルＣＲ（ＣＲ12，ＣＲ22，ＣＲ32，…）とを有する。また、上記のように、発光セルＣＷは発光素子として液晶素子を含み、受光セルＣＲは受光素子ＰＤ（ＰＤ12，ＰＤ22，ＰＤ32，…）を含む。なお、一般的な液晶表示部におけるその他の層については図示せず、省略している。以下、図８，図９，図１１においても同様である。この図では、図示しないバックライト光源からのバックライト光ＬＢおよびこのバックライト光ＬＢが表示部１を透過した光である透過光ＬＴも示しており、さらに、受光セルＣＲにおいてはバックライト光ＬＢが入射しないように、バックライト光源側の透明基板１２Ｂと受光素子ＰＤとの間に、遮蔽層１４が配置されている状況を示している。このような構成にすることで、各受光素子ＰＤはバックライト光ＬＢの影響を受けず、バックライト光源と反対側の透明基板１２Ａの方向から入射された光のみを検出するようにすることが可能となる。

図８は、受光素子ＰＤを含む受光セルＣＲが、発光素子である液晶素子を含む発光セルＣＷの内部に配置された構造の例を示している。なお、図８に示した断面図は、図６に示した平面図における水平方向のＢ−Ｂ矢視断面図に対応するものである。この表示部１は、１対の透明基板１２Ａ，１２Ｂと、これらの透明基板１２Ａ，１２Ｂの間に配置され、上記のように隔壁１３によって互いに分離された構造の複数の発光セルＣＷ（ＣＷ12，ＣＷ22，ＣＷ32，…）およびこれらの発光セルに内包された複数の受光セルＣＲ（ＣＲ12，ＣＲ22，ＣＲ32，…）とから構成されている。また、上記のように、発光セルＣＷは発光素子として液晶素子を含み、受光セルＣＲは受光素子ＰＤ（ＰＤ12，ＰＤ22，ＰＤ32，…）を含む。なお、図８の例においても、図７の例と同様に、受光セルＣＲにおいてはバックライト光ＬＢが入射しないように、バックライト光源側の透明基板１２Ｂと受光素子ＰＤとの間に遮蔽層１４が配置され、各受光素子ＰＤはバックライト光ＬＢの影響を受けず、バックライト光源と反対側の透明基板１２Ａの方向から入射された光のみを検出するようになっている。

図９は、図８と同様、受光素子ＰＤを含む受光セルＣＲが、発光素子である液晶素子を含む発光セルＣＷの内部に配置された構造の例を示しており、同様に図６に示した平面図における水平方向のＢ−Ｂ矢視断面図に対応するものである。図８に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を適宜省略する。この表示部１において図８の構成と異なるのは、受光セルＣＲがバックライト光源と反対側の透明基板１２Ａの側に配置された構造となっている部分である。また、図７および図８の構造と同様、各受光素子ＰＤにおいてバックライト光ＬＢが入射しないようにバックライト光源側に遮蔽層１４が配置され、やはりバックライト光ＬＢの影響を受けず、バックライト光源と反対側の透明基板１２Ａの方向から入射された光のみを検出するようになっている。

なお、本実施の形態に係る表示部１における発光セルＣＷと受光セルＣＲの配置構成例の断面図はこれらに限られるものではなく、他の配置構成でもよい。

図１０は、図２における発光受光セルＣＷＲの回路構成を表すものである。

この発光受光セルＣＷＲは、１つの発光セルＣＷと１つの受光セルＣＲとを備え、発光用ゲート線ＧＷおよびデータ供給線ＤＷがこの発光セルＣＷに接続され、受光用ゲート線ＧＲおよびデータ読出線ＤＲがこの受光セルＣＲに接続された構成となっている。つまり、通常の発光セルのみを備える１画素分のセルと比べて、受光用の分だけゲート線およびデータ線が１本ずつ増加した構成となっている。また、発光セルＣＷは、１つの発光素子ＣＬと、発光用ゲート線ＧＷから供給される発光用選択信号に応じてデータ供給線ＤＷとこの発光素子ＣＬの一端との間を選択的に導通させる発光素子選択スイッチＳＷ１とを有し、発光素子ＣＬの他端は接地されている。また、受光セルＣＲは、１つの受光素子ＰＤと、受光用ゲート線ＧＲから供給される受光用選択信号に応じてこの受光素子ＰＤの一端とデータ読出線ＤＲとの間を選択的に導通させる受光素子選択スイッチＳＷ２とを有し、受光素子ＰＤの他端は接地、または正バイアス点（図示せず）に接続されている。なお、この発光受光セルＣＷＲの回路構成は、上記のようにゲート線が発光用と受光用とで別個に接続されているので、発光動作と受光動作とを独立して動作させることが可能である。

ここで、具体的に発光動作時および受光動作時における各構成要素の動作を説明する。まず発光動作時には、上記のように発光用ゲート線ＧＷから供給される発光用選択信号に応じて発光素子選択スイッチＳＷ１がオン状態となり、表示信号に応じた輝度の発光となるよう、データ供給線ＤＷからＩ１の経路にて発光素子ＣＬが充電され、発光動作を行うようになっている。一方、受光動作時には、上記のように受光用ゲート線ＧＲから供給される受光用選択信号に応じて受光素子選択スイッチＳＷ２がオン状態となり、受光素子ＰＤにおいて受光した光量に応じた電流がＩ２の経路にてデータ読出線ＤＲへ供給され、受光動作を行うようになっている。なお、発光動作および受光動作のいずれの動作も行っていない時には、発光素子選択スイッチＳＷ１および受光素子選択スイッチＳＷ２のいずれのスイッチもオフ状態となっており、データ供給線ＤＷおよびデータ読出線ＤＲはそれぞれ、発光素子ＣＬおよび受光素子ＰＤとは切断されるようになっている。

次に、以上のような構成の画像表示装置において接触あるいは近接する物体を検出する動作を説明する。

まず、図１１を参照して以上のような構成の画像表示装置において、接触あるいは近接する物体を検出する動作を説明する。図１１は、図１の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理の一例を表すものである。図６に示した、発光素子である液晶素子を含む発光セルＣＷと受光素子ＰＤを含む受光セルＣＲとが隔壁１３により分離された構造の例に対応したものであり、図６に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、説明を適宜省略する。

図１１に示したように、例えば表示部１に指などの検出対象物体１５を接触あるいは近接させると、例えば、発光セルＣＷ22から出射された透過光ＬＴ１，ＬＴ２はそれぞれこの検出対象物体１５で反射する。ここで、発光セルＣＷ22から位置が近い受光セル、例えばＣＲ12あるいはＣＲ22などにはそれぞれ反射光ＬＲ１，ＬＲ２が入射するが、発光セルＣＷ22から位置が遠い受光セルには反射光は入射しない。このため、ある検出対象物体１５から位置が近い受光セルＣＲのみから受光信号が得られる。例えば、発光駆動されている水平ラインの発光セルＣＷから発せられて検出対象物体１５で反射された光を、その発光中の水平ラインの受光素子によって検出するようにタイミング駆動を行うものとする。検出対象物体１５の近傍の受光素子からは受光信号が検出される一方、それ以外の領域からは受光信号が検出されないので、表示部１のどの位置に検出対象物体１５が存在するのかを検知することが可能となる。このような発光駆動と受光駆動とを各水平ラインについて順次行うこと（以下、線順次駆動という。）により、表示部１全体にわたって画像を表示しながら検出対象物体１５を検出することが可能となる。

図１２および図１３は、図１の画像表示装置における線順次発光動作の一例を表すものである。ここで、図１２および図１３に示した１マスは表示部１における画素１１を表すものである。

図１２に示した線順次発光動作の例では、例えば矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインが、前述の発光側スキャナ２４および表示信号ドライバ２３により、スキャン方向Ｘで示した方向に順次発光動作していく状況を表している。またこの例では、矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインが、表示データによる描画が画面上において一巡するまで、つまり次の画像データが表示信号ドライバ２３により供給されるまでの間は発光状態が保持され、表示部１全体が発光領域５１となっている状況を表している。このように、矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインが線順次発光動作することにより、表示部１全体が発光領域となり、ある画像データを表示部１全体に渡って表示することが可能となる。

図１３に示した線順次発光動作の例では、図１２と同様、例えば矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインが、スキャン方向Ｘで示した方向に順次発光動作していく状況を表している。しかしこの例では、矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインが、表示データによる描画が画面上においてある時間が経過するまで、つまり次の画像データが表示信号ドライバ２３により供給される前までの一定期間だけ発光状態が保持され、表示部１全体が発光領域５１と非発光領域５２とに分かれている状況を表している。この場合においても、矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインが線順次発光動作することにより、発光状態が保持される一定時間内においては、表示部１の全体または大部分が発光領域となり、ある画像データを表示部１全体に渡って表示することが可能となる。発光状態が保持される期間は、例えば図１０に示した発光セルＣＷの回路構成における発光素子ＣＬの容量値などにより決まるものであり、任意に設定可能である。なお、図１３に示した例では、表示部１に非発光領域５２が存在するが、この非発光領域５２もまた線順次移動するので、残像現象効果により人の目によっては視認されることがなく、問題にならない。

図１４は、図１の画像表示装置において図１２および図１３で示した線順次発光動作に加えて、線順次受光動作を行っている場合の一例を表すものである。なお、図１４においては図１３で示した線順次発光動作に線順次受光動作を加えた場合の例を示しているが、図１２で示した線順次発光動作に線順次受光動作を加えるように構成することも可能である。

図１４に示した例では、図１２および図１３と同様に例えば矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインがスキャン方向Ｘで示した方向に順次発光動作していくと共に、発光領域５１から出射した光による前述のようにある検出対象物体１５での反射光をスキャン方向Ｘで示した方向に線順次受光動作していく状況を表している。このように、矢印Ｐ１で示した位置の１水平ラインが線順次発光動作すると共にその出射光による反射光を線順次受光動作することにより、表示部１全体が発光領域になると共に受光領域となり、ある画像データを表示部１全体に渡って表示することに加えて、受光素子から検出された受光信号によりある検出対象物体１５が表示部１の近傍に存在するかどうかおよび存在する場合はその位置を検出することが可能となる。なおこの場合も、表示データによる描画が画面上においてある時間が経過するまで一定期間だけ発光状態が保持され、表示部１全体が発光領域５１と非発光領域５２とに分かれている状況を表している。

次に、図２、図１０、図１１、図１４および図１５を参照して、図１の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理の詳細を説明する。図１５は、図１の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものであり、（Ｄ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷ（ＧＷ1〜ＧＷn）、（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲ（ＧＲ1〜ＧＲn）および（Ｅ）データ読出線ＤＲiの各信号を示している。また、図１５において位置を表す符号であるｉおよびｊはある自然数を表し、前述のように例えばＸＧＡ規格の表示部の場合（ｍ＝１０２４×３（ＲＧＢ），ｎ＝７６８）、例えば表示部の中央とすると、ｉ＝１５３６，ｊ＝３８４となる。なお、以降のタイミング図においても同様である。

図１５において、横軸は時間を表し、垂直期間ＴＨ１およびＴＨ２は表示部１の画面全体分スキャンするのに要する時間、つまりこの場合は発光側スキャナ２４および受光側スキャナ３１がそれぞれ、ＧＷ1〜ＧＷnまでおよびＧＲ1〜ＧＲnまでスキャンする時間を表すものである。ここで、検出対象物体１５は表示部１における発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近にあるものとし、この場合これに対応する期間、つまり垂直期間ＴＨ１においてはタイミングｔ３〜ｔ６の期間（受光信号検出期間ＴＦ１）において、同様に垂直期間ＴＨ２においては受光信号検出期間ＴＦ２において受光信号が検出される。また、縦軸は上記の（Ａ）〜（Ｃ）および（Ｅ）に示した各信号の各タイミングにおける電圧を表している。ここで、（Ａ）に示したデータ供給線ＤＷiの信号は、各画素１１において任意の輝度に対応する表示データであるものとし、表示部１において任意の画像を表示しているものとする。また、（Ｄ）に示したのは、各発光受光セルＣＷＲiにおける発光受光期間ＴＲＷおよび発光期間ＴＷを表すものである。発光受光期間ＴＲＷおよび発光期間ＴＷ以外の期間は、非動作期間である。なお、発光素子ＣＬが発光している期間（発光受光期間ＴＲＷおよび発光期間ＴＷ）のうち、発光受光期間ＴＲＷは画像データに基づく発光駆動が行われている期間（図１０の発光素子選択スイッチＳＷ１がオンしている期間）であり、発光期間ＴＷは、図１０の発光素子ＣＬの容量値によって発光状態が保持されている期間である。

なお、図１５に示した処理は、発光側スキャナ２４による発光動作のスキャンおよび受光側スキャナ３１による受光動作のスキャンが同じタイミングで同一の水平ラインによって線順次動作していく例であるが、前述のように発光動作スキャンおよび受光動作スキャンは独立して動作することが可能である。また、図１５に示した線順次発光動作は図１３および図１４に示したように、一定期間だけ発光状態が保持される例であるが、前述のようにこの期間は任意に設定可能である。また、（Ｅ）に示したデータ読出線ＤＲiの信号は、アナログデータとして受光信号保持部３３に格納される例であるが、前述のようにデジタルデータとして受光信号保持部３３に格納するように構成することも可能である。

まず最初は、全ての発光用ゲート線ＧＷおよび受光用ゲート線ＧＲにおいて選択信号が出力されず、各発光受光セルＣＷＲにおいて発光素子選択スイッチＳＷ１および受光素子選択スイッチＳＷ２のいずれのスイッチもオフ状態となっており、データ供給線ＤＷおよびデータ読出線ＤＲはそれぞれ、発光素子ＣＬおよび受光素子ＰＤとは切断されるようになっている。よってこの期間においては、各発光受光セルは非動作状態となっている。

次にタイミングｔ１において、（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷ1および（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲ1においてそれぞれ、発光用選択信号および受光用選択信号が出力され、これらのゲート線が接続された発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ21，…，ＣＷＲm1における発光素子選択スイッチＳＷ１および受光素子選択スイッチＳＷ２が一斉にオン状態となる。またこのとき、図１５中に発光受光期間ＴＲＷで示したように、（Ｄ）発光受光セルＣＷＲiにおいて図１０に示した表示信号電流路Ｉ１の経路にて発光素子ＣＬが充電されて発光動作を行うと共に、受光素子ＰＤにおいて受光した光量に応じた電流がＩ２の経路にて（Ｅ）データ読出線ＤＲiへ供給されて受光動作を行う。なお、この期間（タイミングｔ１〜ｔ２）においては検出対象物体１５による受光信号が検出されないので、（Ｅ）データ読出線ＤＲiからは出力信号が出力されない。

タイミングｔ２以降も同様にして、（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷ2 および（Ｃ）受光用ゲ
ート線ＧＲ2 ，（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷ3 および（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲ3 ，…と、線順次に発光動作および受光動作を行うが、やはり検出対象物体１５による受光信号が検出されないので、（Ｅ）データ読出線ＤＲi からは出力信号が出力されない。なお、各発光受光セルＣＷＲi とも、発光受光期間ＴＲＷが終了した後は、前述のようにある一定期間、発光期間ＴＷが保持される。

そしてタイミングｔ３〜ｔ６において、（Ｄ）各発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)は検出対象物体１５からの反射光を受光し、図１５に示したように受光した光量に応じた電流が電圧に変換され、（Ｅ）データ読出線ＤＲiへ出力される（受光信号検出期間ＴＦ１）。なお、この場合主に、（Ｄ）各発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)は自己の発光動作による出射光からの反射光を受光することになるので、（Ｅ）データ読出線ＤＲiへ出力される信号は、（Ａ）データ供給線ＤＷiにおける信号に応じた値となっている。

タイミングｔ６以降もタイミングｔ１〜ｔ３と同様に、（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷj+2および（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲj+2，（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷj+3および（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲj+3，…，（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷnおよび（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲnと、線順次に発光動作および受光動作を行うが、やはり検出対象物体１５による受光信号が検出されないので、（Ｅ）データ読出線ＤＲiからは出力信号が出力されない。

このようにして、垂直期間ＴＨ１において、発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出することできる。垂直期間ＴＨ２以降も同様に動作し、例えば垂直期間ＴＨ２においては受光信号検出期間ＴＦ２において（Ｅ）データ読出線ＤＲiから出力信号が出力され、やはり発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出する。

以上のようにして、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、１つの発光素子ＣＬを含む発光セルＣＷと１つの受光素子ＰＤを含む受光セルＣＲとを有する複数の発光受光セルＣＷＲが配置された構成からなる表示部１を備え、表示信号生成部２１により生成された画像データに基づいて発光側スキャナ２４および表示信号ドライバ２３がこれらの発光素子ＣＬを駆動すると共に、その発光素子から出射して検出対象物体１５で反射した光を受光するように受光側スキャナ３１が受光素子ＰＤを駆動し、その受光素子から受光信号レシーバ３２により得られた受光信号に基づき位置検出部３４において検出対象物体１５を検出するようにしたので、タッチパネルや入力装置などの別個の部品を追加する必要がなく簡易な構造を確保しつつ、さらには表示部１からの出射光がタッチパネルなどの別個の部品を透過する必要もなくなるので画質の劣化を引き起こすことなく、物体の位置などを検出することが可能となる。

また、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、各発光セルＣＷが線順次発光動作を行うと共に各受光セルＣＲが線順次受光動作を行うようにしたので、通常の発光動作により画像データを表示すると共に物体の位置などを検出することが可能となる。

また、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、表示部１上に指などの検出対象物体を接触あるいは近接させることでその位置などを検出するようにしたので、ユーザはタッチパネルと同様の操作で利便良く操作することが可能となる。

さらに、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、発光用ゲート線ＧＷおよび受光用ゲート線ＧＲを別個に備えるようにしたので、発光動作および受光動作を独立して行うことができ、例えば、発光動作のスキャン速度を６０（フレーム／秒）にし、それに対して受光動作のスキャン速度を倍の１２０（フレーム／秒）と高速することで、高速に移動する物体の位置などをより正確に検出するといったことが可能となる。また、あるいは逆に、発光動作のスキャン速度を６０（フレーム／秒）にし、それに対して受光動作のスキャン速度を半分の３０（フレーム／秒）と低速することで、検出電流を多くしてＳ／Ｎ比を向上し、検出感度を上げるようにすることも可能となる。

以下、第１の実施の形態についての変形例をいくつか挙げて説明する。

［変形例１］
まず、変形例１について説明する。本変形例は、第１の実施の形態において、発光側スキャナ２４に対して受光側スキャナ３１が間引いて駆動するようにしたものである。

図１６は、変形例１に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光側スキャナ３１１と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。つまり、図１に示した第１の実施の形態における受光側スキャナ３１に代えて、受光側スキャナ３１１を備えたものである。

受光側スキャナ３１１は、受光側スキャナ３１と同様、表示信号保持制御部２２から出力される受光タイミング制御信号４２に応じて駆動対象の受光セルＣＲを選択する機能を有する。受光側スキャナ３１と異なるのは、上記のように発光側スキャナ２４に対して受光側スキャナ３１１が間引いて駆動するようにした点である。具体的には後述するように、発光側スキャナ２４が第１の実施の形態と同様に発光用ゲート線ＧＷをＧＷ1，ＧＷ2，ＧＷ3，…，ＧＷnとスキャンしていくのに対し、受光側スキャナ３１１は受光用ゲート線ＧＲをＧＲ1，ＧＲ3，ＧＲ5，…，ＧＲn-1と、１本おきにスキャンしていき、残りの受光用ゲート線ＧＲ2，ＧＲ4，ＧＲ6，…，ＧＲnはスキャンされないようになっている。なお、表示部１は前述のように例えば、ＸＧＡ規格の場合（ｍ＝１０２４×３（ＲＧＢ），ｎ＝７６８）を考慮し、ｎは偶数であるものとする。また、便宜的にｊは奇数であるものとする。

図１７は、図１６の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものである。なお、本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であるので、その説明を省略し、受光側スキャナ３１１に関する動作のみを説明する。

図１７に示したように、上記のように（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷが第１の実施の形態と同様にＧＷ1，ＧＷ2，ＧＷ3，…，ＧＷnと発光用選択信号を出力していくのに対し、（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲは、ＧＲ1，ＧＲ3，…，ＧＲj，…，ＧＲn-1と、１本おきに受光用選択信号を出力していき、残りの受光用ゲート線ＧＲ2，ＧＲ4，ＧＲj-1，ＧＲj+1，…，ＧＲnには受光用選択信号が出力されない。よって、受光用ゲート線ＧＲに対応してデータ読出線ＤＲの出力信号も間引かれ、例えばタイミングｔ１〜ｔ２，ｔ３〜ｔ４，ｔ５〜ｔ６の期間などは受光信号が検出されず、例えばタイミングｔ４〜ｔ５の期間などは受光信号が検出されることとなり、これにより受光信号のデータ量を削減することができる。

このようにして、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、発光側スキャナ２４に対して受光側スキャナ３１が間引いて駆動するようにしたので、第１の実施の形態における効果に加え、受光信号のデータ量を削減し、受光側の回路（受光側スキャナ３１１、受光信号レシーバ３２、受光信号保持部３３）を簡素化し、また低消費電力化を図ることが可能となる。よって、特に接触あるいは近接する物体の検出位置の精度よりも回路構成の簡素化および低消費電力化を図りたい場合には有効である。

なお、本変形例においては、奇数番号の受光用ゲート線のみをスキャンする例で説明したが、本変形例の構成はこれに限られるものではなく、受光側の回路を簡素化し、低消費電力化が図れるならば、他の構成も可能である。例えば、逆に偶数番号の受光用ゲート線のみをスキャンするようにしてもよく、また、例えば２本おきや３本おきに受光用ゲート線をスキャンするようにしてもよい。

［変形例２］
次に、変形例２について説明する。本変形例では、第１の実施の形態において、４つの発光セルＣＷが出射した光を４つの受光セルＣＲが受光し、それらの受光信号を加算して１つの受光信号として出力するようにしたものである。

図１８は、変形例２に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１０２と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光側スキャナ３１２と、受光信号レシーバ３２２と、受光信号保持部３３２と、位置検出部３４とを備える。つまり、図１に示した第１の実施の形態における表示部１に代えて表示部１０２を、受光側スキャナ３１に代えて受光側スキャナ３１２を、受光信号レシーバ３２に代えて受光信号レシーバ３２２を、受光信号保持部３３に代えて受光信号保持部３３２を備える。

表示部１０２は、表示部１と同様、複数の各画素１１が全面に渡ってマトリクス状に配置され、線順次動作をしながら所定の図形や文字などの画像を表示する。表示部１と異なるのは、４つの受光セルが繋がっており、まとまって動作するようにした点である。具体的には上記のように、４つの発光セルが出射した光を４つの受光セルが受光し、それらの受光信号を加算して１つの受光信号として出力するようになっている。

受光側スキャナ３１２は、受光側スキャナ３１と同様、表示信号保持制御部２２から出力される受光タイミング制御信号４２に応じて駆動対象の受光セルＣＲを選択する機能を有する。受光側スキャナ３１と異なるのは、上記のように表示部１０２に配置された４つの受光セルが繋がっていてまとまって動作する構成になっているので、これに対応して受光用ゲート線の本数が半分になっている点である。具体的には後述するように、発光側スキャナ２４が第１の実施の形態と同様に発光用ゲート線ＧＷをＧＷ1 ，ＧＷ2 ，ＧＷ3 ，…，ＧＷn とスキャンしていくのに対し、受光側スキャナ３１１は本数が半分になっている分、受光用ゲート線ＧＲをＧＲ1 ，ＧＲ3 ，ＧＲ5 ，…，ＧＲn-1 と、スキャンしていくようになっている。なお、この場合、上記のように奇数番号の受光用ゲート線のみから構成されているものとし、変形例１の場合と同様、ｎは偶数であるものとする。また、同様に便宜的にｊは奇数であるものとする。

受光信号レシーバ３２２は、受光信号レシーバ３２と同様、受光側スキャナ３１２から出力される制御信号に応じて、各受光セルＣＲから出力された１水平ライン分の受光信号を取得する機能を有する。受光信号レシーバ３２と異なるのは、やはり表示部１０２の構成に対応して、データ読出線ＤＲの本数が半分になっている点である。具体的には、本数が半分になっている分、データ読出線ＤＲがＤＲ1，ＤＲ3，ＤＲ5，…，ＤＲm-1と構成されている。なお、この場合、上記のように奇数番号のデータ読出線のみから構成されているものとし、ｍは偶数であるものとする。また、ｊと同様、便宜的にｉは奇数であるものとする。

受光信号保持部３３２は、受光信号保持部３３と同様、受光側スキャナ３１２から出力される受光ブロック制御信号４３に応じて、受光信号レシーバ３２２から出力される受光信号を１画面ごとの受光信号に再構成し、格納して保持する機能を有する。受光信号保持部３３と異なるのは、やはり表示部１０２の構成に対応してデータ読出線ＤＲの本数が半分になっている分、記憶素子の数も削減されて簡素化している点である。

図１９は、図１８の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものである。なお、本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であるので、その説明を省略し、表示部１０２、受光側スキャナ３１２、受光信号レシーバ３２２および受光信号保持部３３２に関する動作のみを説明する。なお、（Ａ）データ供給線により供給される表示データは、便宜的に１垂直ラインＤＷi，ＤＷi+1とも同一であるものとし、（Ａ）にＤＷi，ＤＷi+1の両ライン分を含めて示している。また、（Ｄ）に示したのは、各発光受光セルＣＷＲiにおける発光受光期間ＴＲＷ、発光期間ＴＷおよび受光期間ＴＲを表すものである。発光受光期間ＴＲＷ、発光期間ＴＷおよび受光期間ＴＲ以外の期間は、非動作期間である。

図１９に示したように、上記のように（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷが第１の実施の形態と同様にＧＷ1 ，ＧＷ2 ，ＧＷ3 ，…，ＧＷn と発光用選択信号を出力していくのに対し、（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲは、本数が半分になっている分、ＧＲ1 ，ＧＲ3 ，ＧＲ5 ，…，ＧＲn-1 と受光用選択信号を出力していき、さらに信号のパルス幅が（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷや第１の実施の形態における図１５と比べて２倍になっている。よって、各発光受光セルＣＷＲi2，ＣＷＲi4，ＣＷＲi6，…，ＣＷＲinにおける動作は、図１５に示した第１の実施の形態の場合と異なる。具体的には例えば発光受光セルＣＷＲi2で説明すると、図１５の場合はタイミングｔ１〜ｔ２の期間は非動作期間であったのに対し、本変形例の場合、タイミングｔ１〜ｔ２の期間は受光期間ＴＲとなっている。その理由は、このタイミングｔ１〜ｔ２の期間において、発光用ゲート線ＧＷ2 からは発光用選択信号は出力されていないのに対し、受光用ゲート線ＧＲ1 から、発光受光セルＣＷＲi1だけでなく発光受光セルＣＷＲi2に対しても受光用選択信号が出力されているからである。このように、この場合、各発光受光セルＣＷＲi1，ＣＷＲi3，ＣＷＲi5，…，ＣＷＲin-1と各発光受光セルＣＷＲi2，ＣＷＲi4，ＣＷＲi6，…，ＣＷＲinとでは、発光および受光の動作期間が異なることとなる。

そして本変形例では、図１８に示したように、４つの受光セルにおいて検出された受光信号を加算して１つの受光信号としてデータ読出線ＤＲへ出力する。よって、例えば、タイミングｔ４〜ｔ５において、４つの発光受光セルＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲ(i+1)j，ＣＷＲ(i+1)(j+1)において検出された受光信号が加算して１つの信号として、（Ｅ）データ読出線ＤＲiへ出力されることになる。よって、この例では（Ａ）データ供給線ＤＷにより供給される表示データはＤＷi，ＤＷi+1とも同一なので、図１５に示した第１の実施の形態と比べて、（Ｅ）データ読出線ＤＲiにおける受光信号の信号量は約４倍になることになる。このようにして、受光信号のデータ量を削減すると共に、各受光信号における信号量を上げることができる。

このようにして、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、４つの発光セルが出射した光を４つの受光セルが受光し、それらの受光信号を加算して１つの受光信号として出力するようにしたので、第１の実施の形態における効果に加え、受光信号のデータ量を削減し、受光側の回路（受光側スキャナ３１２・受光信号レシーバ３２２、受光信号保持部３３２）を簡素化し、また低消費電力化を図ることが可能となる。また、４つの受光信号を加算して１つの受光信号として受光信号レシーバ３２２に出力するようにしたので、出力信号量を上げてＳ／Ｎ比を向上させ、検出感度を上げることも可能となる。

なお、本変形例においては、４つの発光セルが出射した光を１つの受光信号として出力し、奇数番号の受光用ゲート線および奇数番号のデータ読出線のみから構成されている例で説明したが、本変形例の構成はこれに限られるものではなく、受光側の回路を簡素化し、低消費電力化が図れるならば、他の構成も可能である。例えば、逆に偶数番号の受光用ゲート線および奇数番号のデータ読出線のみから構成するようにしてもよく、また、例えば６つや９つの発光セルが出射した光を１つの受光信号として出力するようにしてもよい。

［変形例３］
次に、変形例３について説明する。本変形例は、第１の実施の形態において、発光セルＣＷに対して受光セルＣＲの配置自体を間引いた構成にしたものである。

図２０は、変形例３に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１０３と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光側スキャナ３１３と、受光信号レシーバ３２３と、受光信号保持部３３３と、位置検出部３４とを備える。つまり、図１に示した第１の実施の形態における表示部１に代えて表示部１０３を、受光側スキャナ３１に代えて受光側スキャナ３１３を、受光信号レシーバ３２に代えて受光信号レシーバ３２３を、受光信号保持部３３に代えて受光信号保持部３３３を備えたものである。

表示部１０３は、表示部１と同様、複数の各画素１１が全面に渡ってマトリクス状に配置され、線順次動作をしながら所定の図形や文字などの画像を表示する。表示部１と異なるのは、発光セルＣＷに対して受光セルＣＲの配置自体を間引いた構成にした点である。具体的には、４つの発光セルＣＷに対して１つの受光セルＣＲが配置された構成となっている。

受光側スキャナ３１３は、受光側スキャナ３１と同様、表示信号保持制御部２２から出力される受光タイミング制御信号４２に応じて駆動対象の受光セルＣＲを選択する機能を有する。受光側スキャナ３１と異なるのは、上記のように表示部１０３に配置された受光セルＣＲを発光セルＣＷに対して間引いた構成としたので、これに対応して受光用ゲート線ＧＲの本数が半分になっている点である。具体的には後述するように、発光側スキャナ２４が第１の実施の形態と同様に発光用ゲート線ＧＷをＧＷ1，ＧＷ2，ＧＷ3，…，ＧＷnとスキャンしていくのに対し、受光側スキャナ３１３は本数が半分になっている分、受光用ゲート線ＧＲをＧＲ1，ＧＲ3，ＧＲ5，…，ＧＲn-1と、スキャンしていくようになっている。なおこの場合、上記のように変形例２と同様、奇数番号の受光用ゲート線のみから構成されているものとし、変形例１，２の場合と同様、ｎは偶数であるものとする。また、同様に便宜的にｊは奇数であるものとする。

受光信号レシーバ３２３は、受光信号レシーバ３２と同様、受光側スキャナ３１３から出力される制御信号に応じて、各受光セルＣＲから出力された１水平ライン分の受光信号を取得する機能を有する。受光信号レシーバ３２と異なるのは、やはり表示部１０３の構成に対応して、データ読出線ＤＲの本数が半分になっている点である。具体的には、本数が半分になっている分、データ読出線ＤＲがＤＲ1，ＤＲ3，ＤＲ5，…，ＤＲm-1と構成されている。なお、この場合、上記のように奇数番号のデータ読出線のみから構成されているものとし、ｍは偶数であるものとする。また、ｊと同様、便宜的にｉは奇数であるものとする。

受光信号保持部３３３は、受光信号保持部３３と同様、受光側スキャナ３１３から出力される受光ブロック制御信号４３に応じて、受光信号レシーバ３２３から出力される受光信号を１画面ごとの受光信号に再構成し、格納して保持する機能を有する。受光信号保持部３３と異なるのは、やはり表示部１０３の構成に対応してデータ読出線ＤＲの本数が半分になっている分、記憶素子の数も削減されて簡素化している点である。

図２１は、図２０の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものである。なお、本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であるので、その説明を省略し、表示部１０３、受光側スキャナ３１３、受光信号レシーバ３２３および受光信号保持部３３３に関する動作のみを説明する。

図２１に示したように、本変形例における動作は、基本的には図１７に示した例と同様の動作となる。理由としては、図１７の例では受光用ゲート線ＧＲのスキャンを間引いているのに対し、本変形例では受光用ゲート線ＧＲ自体を間引いた構造となっているからである。よって、受光用ゲート線ＧＲに対応してデータ読出線の出力信号も間引かれ、図１７の例と同様に受光信号のデータ量を削減することができる。

このようにして、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、発光セルＣＷに対して受光セルＣＲの配置自体を間引いた構成にしたので、第１の実施の形態における効果に加え、受光信号のデータ量を削減し、受光側の回路（受光側スキャナ３１３、受光信号レシーバ３２３、受光信号保持部３３３）を簡素化し、また低消費電力化を図ることが可能となる。

なお、本変形例においては、４つの発光セルＣＷに対して１つの受光セルＣＲを配置し、奇数番号の受光用ゲート線および奇数番号のデータ読出線のみから構成されている例で説明したが、本変形例の構成はこれに限られるものではなく、受光側の回路を簡素化し、低消費電力化が図れるならば、他の構成も可能である。例えば、逆に偶数番号の受光用ゲート線および偶数番号のデータ読出線のみから構成するようにしてもよく、また、例えば６つや９つの発光セルＣＷに対して１つの受光セルＣＲを配置するように構成してもよい。さらに、例えば４つの発光セルＣＷに対して２つや３つなど複数の受光セルＣＲを配置し、これら複数の受光セルＣＲで検出された受光信号を１つの受光信号として出力する、つまり変形例２と組み合わせたような構成にしてもよい。

［変形例４］
次に、変形例４について説明する。本変形例では、第１の実施の形態において変形例３とは逆に、１つの発光セルＣＷに対して複数の受光セルＣＲを配置した構成にしたものである。

図２２は、変形例４に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１０４と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光側スキャナ３１４と、受光信号レシーバ３２４と、受光信号保持部３３４と、位置検出部３４とを備える。つまり、図１に示した第１の実施の形態における表示部１に代えて表示部１０４を、受光側スキャナ３１に代えて受光側スキャナ３１４を、受光信号レシーバ３２に代えて受光信号レシーバ３２４を、受光信号保持部３３に代えて受光信号保持部３３４を備えたものである。

表示部１０４は、表示部１と同様、複数の各画素１１が全面に渡ってマトリクス状に配置され、線順次動作をしながら所定の図形や文字などの画像を表示する。表示部１と異なるのは、１つの発光セルＣＷに対して複数の受光セルＣＲを配置した構成とした点である。具体的には、１つの発光セルＣＷに対して４つの受光セルＣＲを配置した構成となっている。

受光側スキャナ３１４は、受光側スキャナ３１と同様、表示信号保持制御部２２から出力される受光タイミング制御信号４２に応じて駆動対象の受光セルＣＲを選択する機能を有する。受光側スキャナ３１と異なるのは、上記のように表示部１０４に配置された受光セルＣＲは１つの発光セルＣＷに対して４つ配置した構成なので、これに対応して受光用ゲート線の本数が２倍になっている点である。具体的には後述するように、発光側スキャナ２４が第１の実施の形態と同様に発光用ゲート線ＧＷをＧＷ1，ＧＷ2，ＧＷ3，…，ＧＷnとスキャンしていくのに対し、受光側スキャナ３１１は本数が２倍になっている分、受光用ゲート線ＧＲをＧＲ1，ＧＲ2，ＧＲ3，ＧＲ4，…，ＧＲ(2n-1)，ＧＲ2nと、スキャンしていくようになっている。

受光信号レシーバ３２４は、受光信号レシーバ３２と同様、受光側スキャナ３１４から出力される制御信号に応じて、各受光セルＣＲから出力された１水平ライン分の受光信号を取得する機能を有する。受光信号レシーバ３２と異なるのは、やはり表示部１０４の構成に対応して、データ読出線ＤＲの本数が２倍になっている点である。具体的には、本数が２倍になっている分、データ読出線ＤＲがＤＲ1，ＤＲ2，ＤＲ3，ＤＲ4，…，ＤＲ(2m-1)，ＤＲ2mと構成されている。

受光信号保持部３３４は、受光信号保持部３３と同様、受光側スキャナ３１４から出力される受光ブロック制御信号４３に応じて、受光信号レシーバ３２４から出力される受光信号を１画面ごとの受光信号に再構成し、格納して保持する機能を有する。受光信号保持部３３と異なるのは、やはり表示部１０４の構成に対応してデータ読出線ＤＲの本数が２倍になっている分、記憶素子の数も増加している点である。

図２３は、図２２の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものである。ここで縦軸は、（Ｄ）ある１垂直ライン分の発光セルＣＷi（ＣＷi1〜ＣＷin）および（Ｅ）同じ１垂直ライン分の受光セルＣＲ2i（ＣＷＲ2i1〜ＣＷＲ2i2n）、ならびにこれらの各発光受光セルＣＷi，ＣＲ2i2nに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷ（ＧＷ1〜ＧＷn）、（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲ（ＧＲ1〜ＧＲ2n）および（Ｆ）データ読出線ＤＲ2iの各信号を示している。
なお、本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であるので、その説明を省略し、表示部１０４、受光側スキャナ３１４、受光信号レシーバ３２４および受光信号保持部３３４に関する動作のみを説明する。

図２３に示したように、上記のように（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷが第１の実施の形態と同様にＧＷ1，ＧＷ2，ＧＷ3，…，ＧＷnと発光用選択信号を出力していくのに対し、（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲは、本数が２倍になっている分、ＧＲ1，ＧＲ2，ＧＲ3，ＧＲ4，…，ＧＲ2n-1，ＧＲ2nと受光用選択信号を出力していき、さらに信号のパルス幅が（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷや第１の実施の形態における図１５と比べて半分になっている。

そして本変形例では、図２２に示したように、１つの発光セルに対して４つの受光セルが別個に配置され、４つの受光信号としてデータ読出線ＤＲへ出力するようになっている。よって、例えば、タイミングｔ４〜ｔ５において、（Ｅ）４つの受光セルＣＲ(2i-1)(2j-1)，ＣＲ(2i-1)2j，ＣＲ2i(2j-1)，ＣＲ2i2jにおいて検出された受光信号がそれぞれ４つの信号として、（Ｆ）データ読出線ＤＲ(2i-1)，ＤＲ2iへ出力されることになる。よって、図１５に示した第１の実施の形態の場合と比べて、４倍の解像度で接触あるいは近接する物体を検出することが可能となる。

このようにして、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、１つの発光素子に対して複数の受光素子を配置するようにしたので、第１の実施の形態における効果に加え、接触あるいは近接する物体をより精度良く位置検出することが可能となる。

なお、本変形例においては、１つの発光セルＣＷに対して４つの受光セルＣＲを配置した例で説明したが、本変形例の構成はこれに限られるものではなく、接触あるいは近接する物体をより精度良く位置検出できるならば、他の構成も可能である。例えば、１つの発光セルＣＷに対して６つや９つの受光セルＣＲを配置するように構成してもよい。

［第２の実施の形態］
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。

上記の第１の実施の形態では、発光用ゲート線ＧＷと受光用ゲート線ＧＲとが、１つの発行受光セルＣＷＲに対して別個に接続されている構成の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法について説明したが、本実施の形態では、これらの発光用ゲート線ＧＷと受光用ゲート線ＧＲとが１本の共通ゲート線Ｇとして、１つの発行受光セルＣＷＲに接続されるように構成した画像表示装置および画像表示装置の駆動方法について説明する。

図２４は、本発明の第２の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。この図において、図１に示した第１の実施の形態に係る画像表示装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１０５と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、共通スキャナ２５と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。つまり、図１に示した第１の実施の形態における表示部１に代えて表示部１０５を、発光側スキャナ２４および受光側スキャナ３１に代えて共通スキャナ２５を備えたものである。

表示部１０５は、表示部１と同様、複数の各画素１１が全面に渡ってマトリクス状に配置され、線順次動作をしながら所定の図形や文字などの画像を表示する。表示部１と異なるのは、上記のように、第１の実施の形態における発光用ゲート線ＧＷと受光用ゲート線ＧＲとが１本の共通ゲート線Ｇとして１つの発行受光セルＣＷＲに接続された構成とした点である。

共通スキャナ２５は、第１の実施の形態における発光用ゲート線ＧＷおよび受光用ゲート線ＧＲの機能を併せ持つものである。つまり、表示信号保持制御部２２から出力される共通タイミング制御信号４４に応じて駆動対象の発光セルＣＷと受光セルＣＲの両方を選択する機能を有する。具体的には後述するように、表示部１の各画素１１に接続された共通ゲート線を介して選択信号を供給し、発光素子選択スイッチおよび受光素子選択スイッチを制御する。つまり、選択信号によりある画素の発光素子選択スイッチおよび受光素子選択スイッチがオン状態となる電圧が印加されると、その画素では表示信号ドライバ２３から供給された電圧に対応した輝度の発光動作がなされると共に、その画素から検出された受光信号が受光信号レシーバ３２に出力されるようになっている。また、この共通スキャナ２５からは、受光信号レシーバ３２および受光信号保持部３３へ受光ブロック制御信号４３が出力され、これら受光動作に寄与するブロックを制御する機能も有する。なお、本実施の形態の画像表示装置においては、上記のように第１の実施の形態における発光用ゲート線ＧＷと受光用ゲート線ＧＲとが１本の共通ゲート線Ｇとして１つの発行受光セルＣＷＲに接続された構成となっているので、発光動作と受光動作とを同じタイミングで線順次動作させることが可能となっている。

図２５は、図２４の表示部１０５の構成の一例を表すものであり、第１の実施の形態における図２に対応するものである。なお、この表示部１０５は図２と同様、水平ライン方向にｍ個、垂直ライン方向にｎ個、合計で（ｍ×ｎ）個からなる画素１１がマトリクス状に配置された構成になっているものとする。

図２５に示したように、この表示部１０５は、合計で（ｍ×ｎ）個からなる画素１１および各画素に含まれる前述の発光受光セルＣＷＲ11〜ＣＷＲmnと、その画素１１の数に応じて接続されたｍ本のデータ供給線ＤＷ（ＤＷ1〜ＤＷm）およびデータ読出線ＤＲ（ＤＲ1〜ＤＲm）と、ｎ本の共通ゲート線Ｇ（Ｇ1〜Ｇn）とを備える。

データ供給線ＤＷ、データ読出線ＤＲおよび共通ゲート線Ｇはそれぞれ、前述の表示信号ドライバ２３、受光信号レシーバ３２および共通スキャナ２５に接続され、表示信号および選択信号が各発光受光セルＣＷＲへ供給され、受光信号が各発光受光セルＣＷＲから出力される。また、各発光受光セルＣＷＲに対してそれぞれ１本ずつのデータ供給線ＤＷ、データ読出線ＤＲおよび共通ゲート線Ｇが接続されている。さらに、例えば１垂直ラインの発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ12，…，ＣＷＲ1nに対しては１本ずつのデータ供給線ＤＷ1およびデータ読出線ＤＲ1が共通に接続され、例えば１水平ラインの発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ21，…，ＣＷＲm1に対しては１本の共通ゲート線Ｇ１が共通に接続されている。

図２６は、図２５の発光受光セルＣＷＲの回路構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１０に対応するものである。

この発光受光セルＣＷＲは１つの発光セルＣＷと１つの受光セルＣＲとを備え、共通ゲート線Ｇが発光セルＣＷおよび受光セルＣＲに、データ供給線ＤＷが発光セルＣＷに、データ読出線ＤＲが受光セルＣＲに接続された構成である。つまり、通常の発光セルのみを備える１画素分のセルと比べて、受光用の分だけデータ線が１本増加した構成となっている。また、発光セルＣＷは、１つの発光素子ＣＬと、共通ゲート線Ｇから供給される選択信号に応じてデータ供給線ＤＷとこの発光素子ＣＬの一端との間を選択的に導通させる発光素子選択スイッチＳＷ１とを有し、発光素子ＣＬの他端は接地されている。また、受光セルＣＲは、１つの受光素子ＰＤと、共通ゲート線Ｇから供給される選択信号に応じてこの受光素子ＰＤの一端とデータ読出線ＤＲとの間を選択的に導通させる受光素子選択スイッチＳＷ２とを有し、受光素子ＰＤの他端は接地、または正バイアス点（図示せず）に接続されている。なお、この発光受光セルＣＷＲの回路構成は、上記のようにゲート線が発光用と受光用とで共通に接続されているので、発光動作と受光動作とを同じタイミングで動作させることが可能である。

ここで、具体的に発光動作時および受光動作時における各構成要素の動作を説明する。上記のように共通ゲート線Ｇから供給される選択信号に応じて発光素子選択スイッチＳＷ１および受光素子選択スイッチＳＷ２がオン状態となり、表示信号に応じた輝度の発光となるよう、データ供給線ＤＷからＩ３の経路にて発光素子ＣＬが充電され、発光動作を行うと共に、受光素子ＰＤにおいて受光した光量に応じた電流がＩ４の経路にてデータ読出線ＤＲへ供給され、受光動作を行うようになっている。なお、この発光と受光の共通動作を行っていない時には、発光素子選択スイッチＳＷ１および受光素子選択スイッチＳＷ２のいずれのスイッチもオフ状態となっており、データ供給線ＤＷおよびデータ読出線ＤＲはそれぞれ、発光素子ＣＬおよび受光素子ＰＤとは切断されるようになっている。

図２７は、図２４の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理を表すものであり、第１の実施の形態における図１５に対応するものである。また、この図においては、（Ｃ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）共通ゲート線Ｇ（Ｇ1〜Ｇn）および（Ｄ）データ読出線ＤＲiの各信号を示している。

本実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であり、異なるのは、共通ゲート線Ｇにより、発光素子ＣＬおよび受光素子ＰＤの両方が同時に選択される点である。よって図１５に示した第１の実施の形態の場合と同様、受光素子検出期間ＴＦ１，ＴＦ２において受光信号が得られることにより、発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出することができる。

以上のようにして、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、１つの発光素子ＣＬを含む発光セルＣＷと１つの受光素子ＰＤを含む受光セルＣＲとを有する複数の発光受光セルＣＷＲが配置された構成からなる表示部１０５を備え、表示信号生成部２１により生成された画像データに基づいて共通スキャナ２５および表示信号ドライバ２３がこれらの発光素子ＣＬを駆動すると共に、その発光素子から出射して検出対象物体で反射した光を受光するように共通スキャナ２５が受光素子ＰＤを駆動し、その受光素子から受光信号レシーバ３２により得られた受光信号に基づき位置検出部３４において検出対象物体１５を検出するようにしたので、第１の実施の形態と同様に、タッチパネルや入力装置などの別個の部品を追加する必要がなく簡易な構造を確保しつつ、さらには表示部１からの出射光がタッチパネルなどの別個の部品を透過する必要もなくなるので画質の劣化を引き起こすことなく、物体の位置などを検出することが可能となる。

また、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、第１の実施の形態と同様、表示部１０５上に指などの検出対象物体を接触あるいは近接させることでその位置などを検出するようにしたので、ユーザはタッチパネルと同様の操作で利便良く操作することが可能となる。

また、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、各発光セルＣＷが線順次発光動作を行うと共に各受光セルＣＲが線順次受光動作を行うようにしたので、第１の実施の形態と同様、通常の発光動作により画像データを表示すると共に物体の位置などを検出することが可能となる。

さらに、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、ゲート線を発光用と受光用とで共通に接続される構成にしたので、発光動作と受光動作とを同じタイミングで行うことができ、通常の発光のみの画像表示装置に対してデータ線を１本（データ読出線ＤＲ）増やすだけで、ゲート線を増やすことなく受発光が可能な画像表示装置とすることが可能となる。

［第３の実施の形態］
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。

本実施の形態では、第２の実施の形態においてさらに、データ供給線ＤＷとデータ読出線ＤＲとが１本の共通データ線Ｄとして、１つの発光受光セルＣＷＲに接続されるように構成した画像表示装置および画像表示装置の駆動方法について説明する。

図２８は、本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すものである。この図において、図１に示した第１の実施の形態に係る画像表示装置および図２４に示した第２の実施の形態に係る画像表示装置の構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１０６と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、共通スキャナ２５と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。つまり、図２４に示した第２の実施の形態における表示部１０５に代えて表示部１０６を備えたものである。

表示部１０６は、表示部１０５と同様、複数の各画素１１が全面に渡ってマトリクス状に配置され、線順次動作をしながら所定の図形や文字などの画像を表示する。表示部１０５と異なるのは、上記のように、第２の実施の形態におけるデータ供給線ＤＷとデータ読出線ＤＲとが１本の共通データ線Ｄとして、１つの発光受光セルＣＷＲに接続された構成とした点である。

図２９は、図２８の表示部１０６の構成の一例を表すものであり、第１の実施の形態における図２、および第２の実施の形態における図２５に対応するものである。なお、この表示部１０６は図２および図２５と同様、水平ライン方向にｍ個、垂直ライン方向にｎ個、合計で（ｍ×ｎ）個からなる画素１１がマトリクス状に配置された構成になっているものとする。

図２９に示したように、この表示部１０６は、合計で（ｍ×ｎ）個からなる画素１１および各画素に含まれる前述の発光受光セルＣＷＲ11〜ＣＷＲmnと、その画素１１の数に応じて接続されたｍ本の共用データ線Ｄ（Ｄ1〜Ｄm）と、ｎ本の共通ゲート線Ｇ（Ｇ1〜Ｇn）とを備える。

共用データ線Ｄおよび共通ゲート線Ｇはそれぞれ、前述の表示信号ドライバ２３、受光信号レシーバ３２および共通スキャナ２５に接続され、表示信号および選択信号が各発光受光セルＣＷＲへ供給され、受光信号が各発光受光セルＣＷＲから出力される。また、図２９に示したように、各発光受光セルＣＷＲに対してそれぞれ１本ずつの共用データ線Ｄおよび共通ゲート線Ｇが接続されている。さらに、例えば１垂直ラインの発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ12，…，ＣＷＲ1nに対しては１本の共用データ線Ｄ1が共通に接続され、例えば１水平ラインの発光受光セルＣＷＲ11，ＣＷＲ21，…，ＣＷＲm1に対しては１本の共通ゲート線Ｇ１が共通に接続されている。

図３０は、図２９の発光受光セルＣＷＲの回路構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１０、および第２の実施の形態における図２６に対応するものである。

この発光受光セルＣＷＲは、１つの発光セルＣＷと１つの受光セルＣＲとを備え、共通ゲート線Ｇと共用データ線Ｄとが、発光セルＣＷおよび受光セルＣＲに接続された構成となっている。つまり、通常の発光セルのみを備える１画素分のセルと基本的に同様の構成である。また、この発光受光セルＣＷＲはさらに、共通ゲート線Ｇから供給される選択信号に応じて、共用データ線Ｄをデータ供給およびデータ読出のいずれに用いるかを切り換える切換スイッチＳＷ３を備える。発光セルＣＷは、１つの発光素子ＣＬと、共通ゲート線Ｇから供給される選択信号に応じて共用データ線Ｄとこの発光素子ＣＬの一端との間を選択的に導通させる発光素子選択スイッチＳＷ１とを有し、発光素子ＣＬの他端は接地されている。また、受光セルＣＲは、１つの受光素子ＰＤと、共通ゲート線Ｇから供給される選択信号に応じてこの受光素子ＰＤの一端と共用データ線Ｄとの間を選択的に導通させる受光素子選択スイッチＳＷ２とを有し、受光素子ＰＤの他端は接地、または正バイアス点（図示せず）に接続されている。

ここで、具体的に発光動作時および受光動作時における各構成要素の動作を説明する。上記のように共通ゲート線Ｇから供給される選択信号に応じて発光素子選択スイッチＳＷ１および受光素子選択スイッチＳＷ２がオン状態となると共に切換スイッチＳＷ３がオフ状態となり、表示信号に応じた輝度の発光となるよう、共用データ線ＤからＩ５の経路にて発光素子ＣＬが充電され、発光動作を行うと共に、受光素子ＰＤにおいて受光した光量に応じた電流がＩ６の経路にて共用データ線Ｄへ供給され、受光動作を行うようになっている。なお、この発光と受光の共通動作を行っていない時には、発光素子選択スイッチＳＷ１および受光素子選択スイッチＳＷ２のいずれのスイッチもオフ状態になると共に切換スイッチＳＷ３はオン状態となっていて、共用データ線Ｄは発光素子ＣＬおよび受光素子ＰＤとは切断されるようになっている。

図３１は、図２９の画像表示装置において検出対象物体１５を検出する処理を表すものであり、第１の実施の形態における図１５、および第２の実施の形態における図２７に対応するものである。また、この図においては、（Ｃ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）共用データ線Ｄi（データ供給側）、（Ｂ）共通ゲート線Ｇ（Ｇ1〜Ｇn）および（Ｄ）共用データ線Ｄi（データ読出側）の各信号を示している。

本実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１および第２の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であり、異なるのは、共通ゲート線Ｇにより発光素子ＣＬおよび受光素子ＰＤの両方が同時に選択されると共に、データ線もデータ供給側およびデータ読出側が共用となっている（共用データ線Ｄ）点である。よって図１５に示した第１の実施の形態および図２７に示した第２の実施の形態の場合と同様、受光信号検出期間ＴＦ１，ＴＦ２において受光信号が得られることにより、発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出することができる。

以上のようにして、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、１つの発光素子ＣＬを含む発光セルＣＷと１つの受光素子ＰＤを含む受光セルＣＲとを有する複数の発光受光セルＣＷＲが配置された構成からなる表示部１０６を備え、表示信号生成部２１により生成された画像データに基づいて共通スキャナ２５および表示信号ドライバ２３がこれらの発光素子ＣＬを駆動すると共に、その発光素子から出射して検出対象物体１５で反射した光を受光するように共通スキャナ２５が受光素子ＰＤを駆動し、その受光素子から受光信号レシーバ３２により得られた受光信号に基づき位置検出部３４において検出対象物体１５を検出するようにしたので、第１および第２の実施の形態と同様、タッチパネルや入力装置などの別個の部品を追加する必要がなく簡易な構造を確保しつつ、さらには表示部１からの出射光がタッチパネルなどの別個の部品を透過する必要もなくなるので画質の劣化を引き起こすことなく、物体の位置などを検出することが可能となる。

また、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、表示部１０６上に指などの検出対象物体１５を接触あるいは近接させることでその位置などを検出するようにしたので、第１および第２の実施の形態と同様、ユーザはタッチパネルと同様の操作で利便良く操作することが可能となる。

また、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、各発光セルＣＷが線順次発光動作を行うと共に各受光ＣＲセルが線順次受光動作を行うようにしたので、第１および第２の実施の形態と同様、通常の発光動作により画像データを表示すると共に物体の位置などを検出することが可能となる。

さらに、本実施の形態の画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、ゲート線およびデータ線を発光用と受光用とで共通に接続される構成にしたので、発光動作と受光動作とを同じタイミングで行うことができ、通常の発光のみの画像表示装置から接続線を増やすことなく同様の構成で、受発光が可能な画像表示装置とすることが可能となる。

以下、第１〜第３の実施の形態について共通の変形例をいくつか挙げて説明する。これらの変形例は、第１〜第３の実施の形態のいずれについても適用可能であるが、以下の説明では、第１の実施の形態を基本にして進めていく。

［変形例５］
まず、第１〜第３の実施の形態について共通の変形例５について説明する。本変形例は、第１〜第３の実施の形態において、受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にコンパレータ３５を配置するように構成したものである。

図３２は、変形例５に係る画像表示装置の全体構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１に対応するものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光側スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、コンパレータ３５と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

コンパレータ３５は、受光信号レシーバ３２から出力された受光信号を、表示信号保持制御部２２から出力される所定の電圧であるしきい値電圧信号Ｖｔと比較して、Ａ／Ｄ変換を行う機能を有する。具体的には後述するように、例えば受光信号がしきい値電圧信号Ｖｔよりも高い電圧である場合には１、低い電圧である場合には０といった具合に、受光信号をデジタルデータに変換する。また、このデジタルデータに変換されたデータ（コンパレータ出力信号Ｖｃ）は、受光信号保持部３３へ出力される。

図３３は、図３２の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理を表すものであり、第１の実施の形態における図１５に対応するものである。また、この図においては、（Ｄ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷ（ＧＷ1〜ＧＷn）および（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲ（ＧＲ1〜ＧＲn）、（Ｅ）データ読出線ＤＲi、（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃiの各信号を示している。

本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、第１の実施の形態における画像表示装置の駆動方法の基本動作と同様であり、異なるのは、上記のように受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にコンパレータ３５を配置したことにより、コンパレータ出力信号Ｖｃ、つまり受光信号保持部３３への入力信号がデジタルデータになっている点である。よって、（Ｅ）データ読出線ＤＲi の信号量が所定の（Ｆ）しきい値電圧
信号Ｖｔよりも大きければ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃi が１となり、逆に（Ｅ）
データ読出線ＤＲi の信号量が所定の（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔよりも小さければ、（
Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃi が０となっている。このようにして図１５に示した第１
の実施の形態の場合と同様、受光信号検出期間ＴＦ１，ＴＦ２において受光信号が得られることにより、発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出することができる。

このようにして、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にコンパレータ３５を配置するようにしたので、受光信号保持部３３および位置検出部３４で扱うデータがデジタルデータとなるため、第１の実施の形態における効果に加え、これらのブロックにおいて処理の負荷を押さえ、回路構成の簡素化や低消費電力化を図ることが可能となる。

図３４は、変形例５に係る画像表示装置の他の全体構成例を表すものである。この例は、図３２に示した変形例５においてさらに、受光信号レシーバ３２とコンパレータ３５との間にシフトレジスタ３６を配置した構成のものである。この図において、図３２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光側スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、シフトレジスタ３６と、コンパレータ３５１と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

シフトレジスタ３６は、受光信号レシーバ３２から出力された受光信号を、受光側スキャナ３１から出力される受光ブロック制御信号４３に応じてシフトレジスタで順番に選択し、パラレル／シリアル変換をしてコンパレータ３５１へ出力する機能を有する。具体的には、ｍ出力分のパラレルデータである受光信号を１出力分のシリアルデータとしてコンパレータ３５１へ出力することにより、図３２の構成と比べて、コンパレータの数をｍ個から１個へ削減することが可能となる。

コンパレータ３５１は、シフトレジスタ３６から出力された、上記のようにパラレル／シリアル変換がなされた受光信号を、コンパレータ３５と同様に、表示信号保持制御部２２から出力される所定の電圧であるしきい値電圧信号Ｖｔと比較して、Ａ／Ｄ変換を行う機能を有する。また、このデジタルデータに変換されたデータ（コンパレータ出力信号Ｖｃ）は、受光信号保持部３３へ出力される。

このようにして、図３４における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、図３２に示した変形例５においてさらに、受光信号レシーバ３２とコンパレータ３５１との間にシフトレジスタ３６を配置するようにしたので、変形例５の効果に加え、コンパレータの数が削減されることとなり、これらのブロックにおいて処理の負荷を押さえ、さらに回路構成の簡素化や低消費電力化を図ることが可能となる。

ここで、このしきい値電圧Ｖｔを変化させた場合の効果について説明する。

図３５は、受光信号の信号量の分布の一例を表すものであり、発光受光セルＣＷＲijを中心とした各発光受光セル（ＣＷＲ(i-4)(j-5)〜ＣＷＲ(i+4)(j+5)）の領域について示している。

この例では、発光受光セルＣＷＲijにおける受光信号６１は受光信号レベルが９、発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲ(i+1)j，ＣＷＲi(j+1)，ＣＷＲ(i-1)jにおける各受光信号６２Ａ〜６２Ｄは受光信号レベルが５、発光受光セルＣＷＲ(i+1)(j-1)，ＣＷＲ(i+1)(j+1)，ＣＷＲ(i-1)(j+1)，ＣＷＲ(i-1)(j-1)における各受光信号６３Ａ〜６３Ｄは受光信号レベルが３、発光受光セルＣＷＲ(i+2)j，ＣＷＲi(j+2)，ＣＷＲ(i-2)jにおける各受光信号６４Ａ〜６２ＣおよびＣＷＲi(j-2)（図示せず）における受光信号は受光信号レベルが１となっており、発光受光セルＣＷＲijから位置が離れるにしたがって受光信号レベルが小さくなるような分布となっている。前述のように、これらの各受光信号の信号量を位置検出部３４やコンパレータ３５，３５１において、あるしきい値電圧Ｖｔと比較することにより、接触あるいは近接する物体がどの位置に存在するのかを検出することができる。

図３６は、図３５の受光信号の信号量の分布においてしきい値電圧Ｖｔを変化させた場合を表すものである。図３６（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ、図３５においてしきい値電圧Ｖｔを、受光信号レベル２、受光信号レベル４、受光信号レベル６とした場合を示している。なお、受光信号検出領域６５〜６７でそれぞれ示された領域は、その位置の発光受光セルＣＷＲにおける受光信号の信号量が、しきい値電圧Ｖｔよりも大きい領域であり、その位置において物体が検出されたことを表す。

このように、（Ａ）→（Ｂ）→（Ｃ）と、しきい値電圧の受光信号レベルを増加させていくに従って、物体が検出された領域の面積が発光受光セルＣＷＲijの位置を中心として小さくなっていくことがわかる。よって、例えば、ユーザが物体の性状（大きさ、表面状態（反射率、色、粗さなど）など）や、検出の目的（位置の検出、大きさの検出、色の検出など）、検出の精度などによって任意にしきい値電圧Ｖｔを変化させることにより、より正確で利便性の良い位置検出をすることが可能となる。

［変形例６］
次に、第１〜第３の実施の形態について共通の変形例６について説明する。物体が接触あるいは近接した場合の反射光は、発光セルＣＷにおける発光量が高ければ多く、発光セルＣＷにおける発光量が低ければ少なくなる。よって、発光セルＣＷがどれくらいの光量で発光しているかによって、受光セルＣＲが検出する受光信号の信号量も異なってくる。よって、本変形例は、第１〜第３の実施の形態において、受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にシフトレジスタ３６およびコンパレータ３５１を配置し、さらに表示信号制御部２２から出力された表示信号４５に基づいてコンパレータ３５１におけるしきい値電圧Ｖｔを生成するしきい値電圧生成部３７を配置するように構成したものである。つまり、図３４に示した画像表示装置から、しきい値電圧Ｖｔを生成するしきい値電圧生成部３７を追加した構成のものである。

図３７は、変形例６に係る画像表示装置の全体構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１に対応するものである。この図において、図１および図３４に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光側スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、シフトレジスタ３６と、コンパレータ３５１と、しきい値電圧生成部３７と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

しきい値電圧生成部３７は、表示信号制御部２２から出力された各画素１１における表示信号４５に基づいてコンパレータ３５１におけるしきい値電圧Ｖｔを生成し、コンパレータ３５１へ出力する機能を有する。よって、コンパレータ３５１において各画素１１における発光セルＣＷの出射光に応じたしきい値電圧Ｖｔを、各画素毎に設定することができる。

図３８は、図３７の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理を表すものであり、第１の実施の形態における図１５および変形例５における図３３に対応するものである。また、この図においては図３３と同様、（Ｄ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷ（ＧＷ1〜ＧＷn）および（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲ（ＧＲ1〜ＧＲn）、（Ｅ）データ読出線ＤＲi、（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃiの各信号を示している。なお、本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、図３３に示した動作と同様であるので、その説明を省略し、しきい値電圧生成部３７およびコンパレータ３５１に関する動作のみを説明する。

本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、図３３に示した変形例５の駆動方法の基本動作と同様であり、異なるのは、上記のように表示信号保持制御部２２から出力された各画素１１における表示信号４５に基づいてコンパレータ３５１におけるしきい値電圧Ｖｔを生成するようにした点である。よって、図３３に示した変形例５の場合はしきい値電圧Ｖｔは一定値であったのに対し、本変形例では、しきい値電圧信号Ｖｔが（Ａ）データ供給線ＤＷi に応じた可変の値となっている。もちろんこの場合も、（Ｅ）データ読出線ＤＲi の信号量が所定の（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔよりも大きければ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃi が１となり、逆に（Ｅ）データ読出線ＤＲi の信号量が所定の（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔよりも小さければ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃi が０となる。このようにして図１５に示した第１の実施の形態の場合と同様、受光信号検出期間ＴＦ１，ＴＦ２において受光信号が得られることにより、発光受光セルＣＷＲi(j-1)，ＣＷＲij，ＣＷＲi(j+1)付近の位置に検出対象物体１５が存在すると検出することができる。

このようにして、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、図３４に示した画像表示装置からさらにしきい値電圧生成部３７を追加し、隣接する画素の発光量が高ければしきい値電圧を高く、発光量が低ければしきい値電圧も低くするといったように、各画素の表示信号に応じてコンパレータ３５１のしきい値電圧Ｖｔを変化するようにしたので、図３４に示した画像表示装置の効果に加え、接触あるいは近接する物体の位置をより正確に検出することが可能となる。

［変形例７］
次に、第１〜第３の実施の形態について共通の変形例７について説明する。画像表示装置の表示部１の表面には、接触あるいは近接する物体からの反射光以外に、環境光も照射されている。そこで、本変形例は、第１〜第３の実施の形態において、受光信号レシーバ３２と受光信号保持部３３との間にコンパレータ３５を配置し、さらに受光信号レシーバ３２から出力された受光信号ＶＲに基づいてコンパレータ３５におけるしきい値電圧Ｖｔを生成するしきい値電圧生成部３７１を配置するように構成したものである。つまり、図３２に示した変形例５においてしきい値電圧生成部３７１を追加した構成であり、これにより受光素子にて受光信号を検出する際に環境光の影響を除去する処理を行うようにしたものである。

図３９は、変形例７に係る画像表示装置の全体構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１に対応するものである。この図において、図１および図３２に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１と、表示信号保持制御部２２と、表示信号ドライバ２３と、発光側スキャナ２４と、受光側スキャナ３１と、受光信号レシーバ３２と、コンパレータ３５と、しきい値電圧生成部３７１と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

しきい値電圧生成部３７１は、受光信号レシーバ３２から出力された１水平ライン分の各画素１１における受光信号ＶＲに基づいてコンパレータ３５におけるしきい値電圧Ｖｔを生成し、コンパレータ３５へ出力する機能を有する。よって、コンパレータ３５において各画素１１における受光セルＣＲへの反射光に応じたしきい値電圧Ｖｔを、各画素毎に設定することができる。

コンパレータ３５は、受光信号レシーバ３２から出力された受光信号を、しきい値電圧生成部３７１から出力されるしきい値電圧信号Ｖｔと比較して、Ａ／Ｄ変換を行う機能を有する。また、このデジタルデータに変換されたデータ（コンパレータ出力信号Ｖｃ）は、受光信号保持部３３へ出力される。

図４０は、図３９の画像表示装置において環境光の影響を除去する処理の一例を表すものであり、（Ａ）〜（Ｄ）の処理から構成される。ここで、図４０に示した１マスは、図１２〜図１４と同様に、表示部１における画素１１を表すものである。

まず図１４（Ａ）で、あらかじめ表示部１全体が黒表示領域５３となっており、発光セルＣＷからの発光は最も低い輝度となっている。よって、この発光セルＣＷからの発光による接触あるいは近接する物体での反射光は、受光セルＣＲにおいてほとんど検出されないようになっている。また、この環境光の影響を除去するための一連の処理を行っている間は、この画像表示装置の近傍には反射の対象となるような物体を置かないようにし、受光セルＣＲにおいて検出される光は、環境光によるもののみとする必要がある。ここで、例えば矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインが、スキャン方向Ｘの方向に前述のように線順次発光動作および線順次受光動作を行っていく。

次に図１４（Ｂ）〜（Ｃ）の矢印Ｐ３およびＰ４で示した位置の１水平ラインのように、表示部１の１画面分を同様にして線順次発光動作および線順次受光動作を行う。またこのとき、各受光セルＣＲにおいて検出された受光信号は受光信号レシーバ３２へ出力され、受光信号レシーバは１水平ライン分の受光信号ＶＲを、しきい値電圧生成部３７１へ出力する。そして上記のようにしきい値電圧生成部３７１は、この受光信号ＶＲに基づいてコンパレータ３５におけるしきい値電圧Ｖｔを生成し、コンパレータ３５へ出力する。

そして１画面分の環境光の検出処理が終了すると、図１４（Ｄ）の矢印Ｐ２で示した位置の１水平ラインにおいて通常の表示動作が開始され、同様にスキャン方向Ｘの方向に通常表示領域５４が広がっていくと共に、コンパレータ３５は、（Ａ）〜（Ｃ）において得られた環境光による受光信号ＶＲを考慮して生成されたしきい値電圧Ｖｔにより、各画素１１における受光信号のＡ／Ｄ変換を行っていくので、環境光の影響を除去することができる。

図４１は、環境光の影響を除去する処理を表すものであり、第１の実施の形態における図１５および変形例５における図３３に対応するものである。また、この図においては図３３と同様、（Ｄ）ある１垂直ライン分の発光受光セルＣＷＲi（ＣＷＲi1〜ＣＷＲin）、およびこれらの各発光受光セルＣＷＲiに接続された、（Ａ）データ供給線ＤＷi、（Ｂ）発光用ゲート線ＧＷ（ＧＷ1〜ＧＷn）および（Ｃ）受光用ゲート線ＧＲ（ＧＲ1〜ＧＲn）、（Ｅ）データ読出線ＤＲi、（Ｆ）しきい値電圧信号Ｖｔ、（Ｇ）コンパレータ出力信号Ｖｃiの各信号を示している。なお、本変形例における画像表示装置の駆動方法の基本動作は、図３３に示した動作と同様であるので、その説明を省略し、しきい値電圧生成部３７１およびコンパレータ３５に関する動作のみを説明する。

まず上記のように、垂直期間ＴＨ１においては表示部１全体が黒表示領域５３となっており、（Ａ）データ供給線ＤＷiにおける信号量は最も小さい値となっている。よって、タイミングｔ４〜ｔ７において（Ｅ）データ読出線ＤＲiから出力される受光信号は、環境光によるものとみなされる。次に垂直期間ＴＨ２においては、垂直期間ＴＨ１におけるタイミングｔ４〜ｔ７に対応する期間であるタイミングｔ８〜ｔ９において、垂直期間ＴＨ１において検出された環境光による受光信号の分だけ、しきい値電圧Ｖｔが上乗せされるようになっている。このようにして、環境光の影響の分を考慮してしきい値を設定する。

以上のように、本変形例における画像表示装置および画像表示装置の駆動方法によれば、図３２に示した変形例５においてさらにしきい値電圧生成部３７１を追加し、これにより受光素子にて受光信号を検出する際に環境光の影響を除去する処理を行うようにしたので、変形例５の効果に加え、環境光の影響も考慮に入れて検出することにより、接触あるいは近接する物体の位置をより正確に検出することが可能となる。

なお、本変形例においては、もともとのしきい値電圧Ｖｔは一定値である例で説明したが、図３７および図３８の例のように、しきい値電圧Ｖｔが表示信号４５に基づいて生成された可変の値である場合にも適用することが可能である。その場合、しきい値電圧Ｖｔは、表示信号４５および受光信号ＶＲの両方の信号に基づいて生成されることになる。

［変形例８］
次に、第１〜第３の実施の形態について共通の変形例８について説明する。本変形例は、画像表示装置において任意の位置に同時に配置された複数の検証対象物を検出し、また、任意に移動する位置においても検証対象物を検出するようにしたものである。

図４２は、変形例８に係る画像表示装置の全体構成を表すものであり、第１の実施の形態における図１に対応するものである。この図において、図１に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。この画像表示装置は、表示部１と、表示信号生成部２１５と、表示信号保持制御部２２５と、表示信号ドライバ２３５と、発光側スキャナ２４５と、受光側スキャナ３１５と、受光信号レシーバ３２と、受光信号保持部３３と、位置検出部３４とを備える。

ここで、表示信号生成部２１５、表示信号保持制御部２２５、表示信号ドライバ２３５、発光側スキャナ２４５および受光側スキャナ３１５の基本動作は、それぞれ図１における表示信号生成部２１、表示信号保持制御部２２、表示信号ドライバ２３、発光側スキャナ２４および受光側スキャナ３１と同様であるので、説明を省略する。

表示信号生成部２１５は、入力画像データの一部を、後述するように所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えて表示信号を合成する機能をさらに備え、表示信号保持制御部２２５、表示信号ドライバ２３５、発光側スキャナ２４５および受光側スキャナ３１５は、そのマークデータに応じて発光セルＣＷから出射した光を、その発光セルＣＷの位置に対応する発行受光セルＣＷＲ内の受光セルＣＲによって受光し、受光信号を検出する。このようにして、所定のマークが表示されている領域から、接触あるいは近接する物体を検出することができる。

図４３は、図４２の画像表示装置において任意の位置に同時に配置された複数の検証対象物を検出する場合を表すものである。また、この図は図４２に示した画像表示装置に対応する画像表示装置７が備える表示部１上に、任意の画像データが表示されていると共に複数の所定のマーク７１〜７４が同時に表示されている状況を表している。

本変形例は、反射光を検出するための光源として、表示部１における発光セルＣＷからの出射光を用いている。よって、表示部１の任意の位置からの接触あるいは近接する物体の反射光を検出することが可能である。例えば、表示部１の任意の位置に所定のマーク７１〜７４からなるボタン様の画像を表示させ、この領域から物体の反射光を検出するようにすれば、タッチパネルと同等の効果が得ることができる。また、本変形例は、受光信号保持部３３において再構成された受光信号により物体の位置検出を行っているので、同時に配置された複数の位置検出をすることが可能である。これによりユーザは、画像表示装置において任意の位置に同時に配置された複数の接触あるいは近接する物体を検出することが可能となる。

図４４はさらに、図４２の画像表示装置において所定のマークが移動する場合を表すものであり、図４３に示した画像表示装置７に対応するものである。この図は、図４３に示した画像表示装置７上に表示されている複数の所定のマーク７１〜７４の内、マーク７４が矢印７４１のように移動している状況を表している。また、この図において、図４３に示した構成要素と同一の構成要素には同一の符号を付し、適宜説明を省略する。

本変形例において、表示信号生成部２１５は、上記のように入力画像データ一部を所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えて表示信号を合成する機能を有する。ここで、この入力画像データが複数のフレームからなる動画像データである場合、表示信号生成部２１５がこれらの動画像データに応じて、入力画像データの一部をフレーム毎に互いに異なる位置でマークデータに置き換えるようにすれば、例えば図４４に示したようにボタン様の部分を移動させていくことや、動画の部分にボタン様の部分を表示させること、あるいは必要に応じてボタン様の部分を表示したり消したりするといったことが可能となる。

これによりユーザは、画像表示装置において任意に移動する位置においても接触あるいは近接する物体を検出することが可能となる。また、どのような画像を表示するかは、表示信号生成部２１５により決定されるので、所定のマークからなるボタン用の画像を表示していないときは、位置検出がされた結果のデータを利用しないようにすれば、誤検出を防ぐことも可能となる。

本発明の第１の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図１における表示部の構成の一例を表すブロック図である。 図１の表示部における発光セルと受光セルの配置構成の一例を模式的に表す平面図である。 図１の表示部における発光セルと受光セルの配置構成の一例を模式的に表す平面図である。 図１の表示部における発光セルと受光セルの配置構成の一例を模式的に表す平面図である。 図１の表示部における発光セルと受光セルの配置構成の一例を模式的に表す平面図である。 図１の表示部における発光セルと受光セルの配置構成の一例を模式的に表す断面図である。 図１の表示部における発光セルと受光セルの配置構成の一例を模式的に表す断面図である。 図１の表示部における発光セルと受光セルの配置構成の一例を模式的に表す断面図である。 図２における発光受光セルの構成を表す回路図である。 図１の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理の一例を表す模式図である。 図１の画像表示装置における線順次発光動作の一例を表す図である。 図１の画像表示装置における線順次発光動作の一例を表す図である。 図１の画像表示装置における線順次発光動作および線順次受光動作の一例を表す図である。 図１の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例１に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図１６の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例２に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図１８の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例３に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図２０の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例４に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図２２の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 本発明の第２の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図２４における表示部の構成の一例を表すブロック図である。 図２５の発光受光セルの構成を表す回路図である。 図２４の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 本発明の第３の実施の形態に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図２８における表示部の構成の一例を表すブロック図である。 図２９における発光受光セルの構成を表す回路図である。 図２８の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例５に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図３２の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例５に係る画像表示装置の他の全体構成例を表すブロック図である。 受光信号の信号量の一例を表す分布図である。 図３５の受光信号の信号量の分布においてしきい値を変化させた場合の模式図である。 変形例６に係る画像表示装置の全体構成を表すブロック図である。 図３７の画像表示装置において検出対象物体を検出する処理のタイミング図である。 変形例７に係る画像表示装置の全体構成例を表すブロック図である。 図３９の画像表示装置において環境光の影響を除去する処理の一例を表す模式図である。 環境光の影響を除去する処理のタイミング図である。 変形例８に係る画像表示装置の全体構成例を表すブロック図である。 図４２の画像表示装置において任意の位置に同時に配置された複数の検証対象物を検出する場合の模式図である。 図４２の画像表示装置において所定のマークが移動する場合の模式図である。

符号の説明

１，１０２，１０３，１０４，１０５，１０６…表示部、１１…画素、１２…透明基板、１３…隔壁、１４…遮蔽層、１５…検出対象物体、２１，２１５…表示信号生成部、２２，２２５…表示信号保持制御部、２３，２３５…表示信号ドライバ、２４，２４５…発光側スキャナ、２５…共通スキャナ、３１，３１１，３１２，３１３，３１４，３１５…受光側スキャナ、３２，３２２，３２３，３２４…受光信号レシーバ、３３，３３２，３３３，３３４…受光信号保持部、３４…位置検出部、３５，３５１…コンパレータ、３６…シフトレジスタ、３７，３７１…しきい値電圧生成部、４１…発光タイミング制御信号、４２…受光タイミング制御信号、４３…受光ブロック制御信号、４４…共通タイミング制御信号、４５…表示信号、５１…発光領域、５２…非発光領域、５３…黒表示領域、５４…通常表示領域、６１〜６４…受光信号検出レベル、６５〜６７…受光信号検出領域、７…画像表示装置、７１〜７４…マーク、７４１…マークの移動状況、ＣＷＲ…発光受光セル、ＣＷ…発光セル、ＣＲ…受光セル、ＧＷ…発光用ゲート線、ＧＲ…受光用ゲート線、ＤＷ…データ供給線、ＤＲ…データ読出線、Ｇ…共通ゲート線、Ｄ…共用データ線、ＬＢ…バックライト光、ＬＴ，ＬＴ１，ＬＴ２…透過光、ＬＲ１，ＬＲ２…反射光、ＣＬ…発光素子、ＰＤ…受光素子、ＳＷ１…発光素子選択スイッチ、ＳＷ２…受光素子選択スイッチ、ＳＷ３…切換スイッチ、Ｉ１，Ｉ３，Ｉ５…表示信号電流路、Ｉ２，Ｉ４，Ｉ６…受光信号電流路、Ｘ…スキャン方向、Ｐ１〜Ｐ４…スキャン中のラインの位置、ＴＨ１，ＴＨ２…垂直期間、ＴＲＷ…発光受光期間、ＴＷ…発光期間、ＴＲ…受光期間、ＴＦ１，ＴＦ２…受光信号検出期間、ｔ１〜ｔ９…タイミング、Ｖｔ…しきい値電圧信号、Ｖｃ…コンパレータ出力信号、ＶＲ…受光信号。

Claims (19)

1. 複数の発光素子と、
   複数の受光素子と、
   画像データに基づいて前記発光素子を駆動する発光駆動手段と、
   前記画像データに基づいて発光している発光素子から出射して検出対象物体で反射した光を受光するように前記受光素子を駆動する受光駆動手段と、
   前記受光素子から得られた受光信号に基づき前記検出対象物体を検出する検出手段と
   を備え、
   各発光素子と各受光素子とが１対１の関係をもってそれぞれマトリクス状に配置されると共に、１対の発光素子および受光素子が１つの発光受光セルを構成し、
   前記発光駆動手段および前記受光駆動手段は、複数の発光受光セルにおける発光素子の線順次発光動作に対して１つの発光受光セルにおける受光素子が受光動作を行うように、各発光素子および各受光素子をそれぞれ線順次で駆動する
   画像表示装置。
2. 前記検出手段は、前記受光信号に基づき、検出対象物体の位置および大きさのうち少なくとも一方を検出する
   請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記検出手段は、前記受光信号に基づき、同時に配置された複数の検出対象物体を検出する
   請求項１に記載の画像表示装置。
4. 前記検出手段は、表示中の画像の内容に応じたしきい値を設定し、前記受光信号を前記しきい値と比較することにより前記検出対象物体を検出する
   請求項１に記載の画像表示装置。
5. 前記検出手段は、前記検出対象物体の性状またはその検出の目的もしくは精度に応じたしきい値を設定し、前記受光信号を前記しきい値と比較することにより前記検出対象物体を検出する
   請求項１に記載の画像表示装置。
6. 前記検出手段は、前記検出対象物体が受光素子に接近していない状態において黒表示を行ったときに受光素子から得られる受光信号に基づいて、周囲に存在する環境光の強度を求め、この環境光の影響を考慮して検出対象物体の検出を行う
   請求項１に記載の画像表示装置。
7. 前記発光素子は液晶素子である
   請求項１に記載の画像表示装置。
8. 前記受光素子は、前記液晶素子から隔壁により分離されている
   請求項７に記載の画像表示装置。
9. 前記液晶素子は、互いに対向する１対の透明基板と、前記１対の透明基板の間に設けられた液晶層とを有し、
   前記受光素子は、前記液晶層内部に設けられている
   請求項７に記載の画像表示装置。
10. 前記受光素子は、前記１対の透明基板のうち、表示光が出射する側の透明基板に設けられている
    請求項９に記載の画像表示装置。
11. 液晶素子を透過して表示光を出射させるために用いるバックライト光源をさらに備え、
    前記液晶素子は、互いに対向する１対の透明基板と、前記１対の透明基板の間に設けられた液晶層とを有し、
    前記受光素子と前記バックライト光源が備えられている側の透明基板との間に、遮光体が設けられている
    請求項７に記載の画像表示装置。
12. １つの発光受光セルに、駆動対象の発光素子を選択するための発光用ゲート線と、駆動対象の受光素子を選択するための受光用ゲート線と、前記発光素子へ前記画像データを供給するための１本のデータ供給線と、前記受光素子から前記受光信号を読み出すための１本のデータ読出線とが接続されている
    請求項１に記載の画像表示装置。
13. 前記発光受光セルごとに、
    前記発光用ゲート線から供給される発光用選択信号に応じて前記データ供給線と前記発光素子との間を選択的に導通させる発光素子選択スイッチと、
    前記受光用ゲートから供給される受光用選択信号に応じて前記受光素子と前記データ読出線との間を選択的に導通させる受光素子選択スイッチと
    が設けられ、
    前記発光駆動手段および前記受光駆動手段は、互いに独立したタイミングで前記発光素子選択スイッチおよび前記受光素子選択スイッチを作動させる
    請求項１２に記載の画像表示装置。
14. 入力画像データの一部を所定のマークを表示させるためのマークデータと置き換えることにより前記画像データを合成する画像合成手段を備え、
    前記発光駆動手段および前記受光駆動手段は、前記画像データのうちの前記マークデータに応じて駆動される発光素子から出射した光を、その発光素子に対応する位置の受光素子によって受光するように、前記発光素子および前記受光素子を駆動し、
    前記検出手段は、前記マークデータに応じて駆動される発光素子から出射した光を受光した前記受光素子から得られる受光信号に基づき、表示中の前記マークに前記検出対象物体が接近したか否かを検出する
    請求項１に記載の画像表示装置。
15. 前記画像合成手段は、前記入力画像データの一部を、複数の位置に前記マークを表示させるためのマークデータと置き換え、
    前記検出手段は、前記マークデータに応じて駆動される発光素子から出射した光を受光した前記受光素子から得られる受光信号に基づき、複数の位置に表示されたマークのうちのいずれの位置のマークに前記検出対象物体が接近したかを検出する
    請求項１４に記載の画像表示装置。
16. 前記入力画像データは、複数のフレームからなる動画像データであり、
    前記画像合成手段は、各フレームごとに前記入力画像データの一部を前記マークデータと置き換える
    請求項１４に記載の画像表示装置。
17. 前記画像合成手段は、各フレーム間で互いに異なる位置に、前記入力画像データの一部を前記マークデータと置き換える
    請求項１６に記載の画像表示装置。
18. 前記画像合成手段は、前記入力画像データの内容に応じて各フレーム間で互いに異なる位置に、前記入力画像データの一部を前記マークデータと置き換える
    請求項１７に記載の画像表示装置。
19. 画像表示装置を駆動する方法であって、
    複数の発光素子と複数の受光素子とを配置し、
    画像データに基づいて前記発光素子を駆動し、
    前記画像データに基づいて発光している発光素子から出射して検出対象物体で反射した光を受光するように前記受光素子を駆動し、
    前記受光素子から得られた受光信号に基づき、前記検出対象物体を検出すると共に、
    各発光素子と各受光素子とを１対１の関係をもってそれぞれマトリクス状に配置すると共に、１対の発光素子および受光素子が１つの発光受光セルを構成するようにし、
    複数の発光受光セルにおける発光素子の線順次発光動作に対して１つの発光受光セルにおける受光素子が受光動作を行うように、各発光素子および各受光素子をそれぞれ線順次で駆動する
    画像表示装置の駆動方法。

Images